ITMI20130930A1 - Volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore di livello apertura - Google Patents

Description

“VOLANTINO PER VALVOLA IDRAULICA PROVVISTO DI INDICATORE DI LIVELLO APERTURAâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore del livello di apertura della valvola medesima.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce ad un volantino per valvola provvisto di un indicatore di livello di apertura che sfrutta un particolare cinematismo atto a realizzare, in modo univoco e robusto, l’indicazione del livello di apertura della valvola e a permettere, al contempo, un’agevole lettura della posizione di apertura della medesima.

Come à ̈ noto, le valvole idrauliche sono tipicamente provviste di organi di manovra definiti da una leva o un volantino atti a consentire la movimentazione in rotazione di una sfera o in traslazione di una saracinesca o globo per realizzare l’apertura/chiusura della valvola e la parzializzazione della medesima, così da regolare i parametri del flusso elaborato.

Ad esempio, nel caso delle valvole di intercettazione, le posizioni rilevanti sono soltanto due, ossia la posizione di apertura e di chiusura della valvola e, pertanto, non à ̈ necessaria un’indicazione delle posizioni intermedie.

Differentemente, nel caso di valvole di taratura o bilanciamento o similari, per il corretto utilizzo della valvola à ̈ opportuno poter consentire all’ utilizzatore di leggere, in modo semplice ed agevole, il grado di apertura/chiusura della valvola; in alcuni casi sono le stesse normative di settore che impongono l’utilizzo di un indicatore del livello di apertura integrato alla valvola (ad esempio la BS7350 (British Standard) per le valvole di bilanciamento a globo).

Considerando le valvole in cui l’otturatore à ̈ azionato a mezzo di un’asta o vite, il movimento di apertura/chiusura della valvola à ̈ di tipo rotatorio e realizzato imponendo a detta asta o vite un determinato numero di giri, ad esempio a mezzo di un volantino, in modo tale da permettere il passaggio da una posizione di massima apertura ad una di massima chiusura.

Nelle valvole di bilanciamento a globo, ad esempio, il volantino di manovra deve essere provvisto di un indicatore atto a segnalare il grado di apertura e, conseguentemente, la posizione di regolazione della valvola medesima con la precisione del decimo di giro; ad esempio, l’indicazione 4.2 corrisponde ad un’apertura di quattro giri interi più due decimi di giro, ossia (360°x4)+(36°x2)=1512° di rotazione dell’organo di manovra.

Molteplici sono i meccanismi e i cinematismi tradizionalmente utilizzati per realizzare gli indicatori del grado di apertura di una valvola idraulica.

Generalmente, il grado di apertura della valvola à ̈ indicato tramite due cifre (la cifra delle unità e la cifra dei decimali) visualizzate in due finestre differenti o in due posizioni differenti del volantino di manovra/regolazione.

Nella maggior parte dei casi la cifra indicativa del numero intero di giri di apertura à ̈ visualizzata all’interno di una finestra ricavata sul volantino, localizzata o nella parte laterale o nella parte superiore del volantino medesimo.

Un noto volantino con indicatore del grado di apertura à ̈ schematizzato in Fig. 1 e presenta la cifra indicativa del numero intero di giri scritta sulla base di una ruota cilindrica 10, imperniata su un asse solidale ad una manopola 11, ed azionata tramite un meccanismo del tipo “ruota a pioli†(Fig. 1) in cui detta ruota o organo condotto presenta una serie di equidistanziati vani 12 internamente ai quali si impegna un piolo 14 solidale con una base fissa 16 su cui sono indicate le cifre decimali; il piolo 14 ingrana con un vano 12 solo una volta al giro facendo ruotare la ruota condotta 10 dell’intervallo angolare necessario a scoprire la cifra successiva.

Secondo un’altra nota forma di realizzazione schematizzata in Fig.2, le cifre intere e decimali sono riportate sulla superficie laterale di un tamburo cilindrico 18 che à ̈ definito da due coassiali ruote folli 18’ e 18†sulle quali sono riportate, rispettivamente, le cifre indicative del numero intero di giri e le cifre decimali; il tamburo cilindrico 18 à ̈ posto in rotazione a mezzo di una ruota motrice 19 provvista di un piolo 19’ atto ad impegnarsi con un profilo dentato della ruota folle 18’ e di una ghiera dentata 19†atta ad ingranare con un coniugato profilo dentato della ruota folle 18†.

Secondo ulteriori e note soluzioni realizzative, come ad esempio quella schematizzata in Fig. 3, la cifra indicativa dei decimi di giro à ̈ stampata su un anello 20 solidale ad una parte mobile 21 del volantino di manovra, mentre la cifra indicativa delle unità à ̈ riportata su una ruota 22 azionata da un meccanismo del tipo “ruota a pioli†.

Tuttavia, tali soluzioni realizzative sfruttando un accoppiamento discontinuo tra l’organo condotto e l’organo conduttore, richiedono un’ottimale fattura e un’elevata precisione nella realizzazione dei componenti atti ad entrare in accoppiamento tra loro; ciò comporta un inconveniente legato al fatto che una non precisa fattura può comportare il “salto†di alcuni ingranamenti durante le fasi di manovra con conseguenti imprecisioni nell’indicazione delle cifre relative al grado di apertura della valvola.

Un ulteriore inconveniente delle citate note soluzioni realizzative à ̈ rappresentato dal fatto che la ruota riportante le cifre indicative del numero intero di giri o unità à ̈ sempre una ruota folle e, di conseguenza, mantiene la posizione corretta in funzione del solo attrito statico opportunamente progettato e realizzato; una qualsiasi imprecisione di fabbricazione può comportare un aumento dei giochi tra gli accoppiamenti riducendo detto attrito con correlati movimenti casuali della ruota condotta e conseguenti imprecisioni nell’indicazione del grado di apertura della valvola.

Un’altra soluzione tecnica à ̈ schematizzata in Fig. 4 la cifra indicativa dei decimi di giro, riportata sulla parte mobile 23 del volantino di manovra, à ̈ visualizzata attraverso una finestra 24 ricavata su una base fissa 25 del medesimo volantino di manovra, mentre la cifra indicativa dei numeri interi à ̈ stampata su un cursore 26 accoppiato alla parte mobile 23 tramite un meccanismo del tipo vitemadrevite realizza la movimentazione e la conseguente visualizzazione delle cifre.

Tuttavia, anche queste tradizionali soluzioni, oltre ad inconvenienti legati alla presenza di ruote folli possono presentare ulteriori inconvenienti di rilievo legati, ad esempio al fatto che la movimentazione e la visualizzazione delle cifre à ̈ attuata a mezzo di un accoppiamento continuo in cui la cifra delle unità viene visualizzata gradualmente e senza soluzione di continuità riducendo la facilità di lettura.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti sopra riportati.

Più in particolare, lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore del livello di apertura della valvola atto a consentire la visualizzazione del grado di apertura della valvola a mezzo di un cinematismo ad accoppiamento continuo.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un volantino per valvola idraulica preciso nella visualizzazione delle cifre indicative del grado di apertura della valvola e per il quale sia abbattuta la sensibilità ad eventuali imprecisioni di fattura legate al processo di produzione industriale dei componenti costitutivi del volantino medesimo.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un volantino per valvola idraulica atto a consentire una semplice ed agevole visualizzazione del grado di apertura della valvola medesima.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione degli utilizzatori un volantino per valvola idraulica atto a garantire un elevato livello di resistenza ed affidabilità nel tempo e tale, inoltre, da poter essere facilmente ed economicamente realizzato.

Questi e altri scopi sono raggiunti dall’invenzione che presenta le caratteristiche di cui alla rivendicazione 1.

Secondo l’invenzione si fornisce un volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore numerico del livello di apertura della valvola, comprendente un corpo-base o elemento fìsso atto ad essere stabilmente vincolato rispetto al corpo della valvola e supportante un elemento mobile rotabilmente coassiale rispetto a detto corpo-base, collegato con un organo di manovra della valvola e provvisto di una manopola atta ad essere impugnata da un utilizzatore per imprimere una rotazione a detto organo di manovra corrispondente al valore o grado di apertura desiderato per la valvola indicato da cifre visualizzate attraverso un’apertura o finestra di detta manopola, detti corpo-base ed elemento mobile tra loro rotativamente cooperanti a mezzo di un cinematismo ad accoppiamento continuo.

Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche costruttive e funzionali del volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore del livello di apertura della valvola potranno essere meglio comprese dalla dettagliata descrizione che segue nella quale si fa riferimento alle allegate tavole di disegno che ne rappresentano una forma di realizzazione preferita e non limitativa e in cui:

le figure da 1 a 4 rappresentano schematicamente alcune note forme o soluzioni realizzative per volantino di regolazione in precedenza descritte rappresentate in vista assonometrica;

la figura 5 rappresenta schematicamente una vista laterale del volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore del livello di apertura della valvola della presente invenzione;

la figura 6 rappresenta schematicamente una vista in sezione lungo un piano assiale del volantino per valvola idraulica dell’ invenzione;

la figura 7 rappresenta schematicamente una vista dall’alto del volantino per valvola idraulica dell’invenzione;

la figura 8 rappresenta schematicamente una vista assonometrica esplosa del volantino per valvola idraulica dell’invenzione.

Con riferimento alle figure da 5 a 8, il volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore del livello di apertura della valvola di regolazione della presente invenzione, indicato complessivamente con 30 nelle citate figure, comprende un corpo-base 32 definente un elemento fisso atto ad essere stabilmente vincolato rispetto al corpo della valvola di regolazione (non rappresentata nelle figure) e supportante un elemento mobile 34 coassiale a detto corpo-base e collegato con l’organo di manovra della valvola (parimenti non rappresentato nelle figure) definito da una vite o asta.

Il corpo-base 32 comprende una porzione inferiore 35 di forma tubolare ed atta ad essere calzata sulla valvola di regolazione e una porzione superiore 36, sviluppata, a partire da un’estremità opposta a quella rivolta in direzione dell’organo di manovra della valvola, a guisa di collare circonferenzialmente sviluppato secondo un piano perpendicolare all’asse della porzione inferiore 35.

Sul fronte superiore della porzione superiore 36 Ã ̈ sviluppato, secondo una direzione perpendicolare a detto fronte ed in allontanamento da esso, un piolo 40 atto a calzare un pignone-satellite 42 che ha un movimento di rotazione folle rispetto a detto piolo.

Il pignone-satellite 42 comprende un primo pignone 43 con un numero di denti zi ed un secondo pignone 44 disposto coassialmente e superiormente al primo pignone e provvisto di un numero di denti z2(z1≥ z2); detti primo pignone 43 e secondo pignone 44 sono realizzati in pezzo unico a definire un assieme integrato oppure, secondo forme di realizzazione alternativa, sono definiti da due elementi separati e tra loro accoppiati a mezzo di incollaggio, perni o similmente noti mezzi di ritegno.

L’elemento mobile 34, rotabilmente calzato sul corpo-base 32, comprende una manopola 46 superiormente provvista di un’apertura o finestra 48 atta a consentire la visualizzazione di cifre 50 (intere e decimali) presenti sul fronte superiore di una corona o elemento anulare 52 disposto internamente e coassialmente alla manopola 46.

Elementi 38, sviluppati a partire dal fronte superiore della porzione 36 del corpo-base 32 e secondo una direzione parallela all’asse del medesimo corpo-base, definiscono due supporti a sostegno della rotazione dell’elemento anulare 52 secondo quanto in seguito dettagliato.

La manopola 46 ha una forma sostanzialmente cilindrica ed à ̈ provvista di una pluralità di tasche 47 realizzate in direzione parallela all’asse centrale e lungo la superficie laterale esterna con la funzione di consentire la presa ergonomica da parte della mano/dita di un utilizzatore per imprimere la rotazione all’organo di manovra della valvola.

La medesima manopola presenta un’apertura centrale passante 49 in direzione assiale, perimetralmente circoscritta da un’appendice tubolare 51 sviluppata integralmente al corpo della manopola medesima a formare, con i bordi laterali della manopola 46, una camera anulare 53 internamente alla quale à ̈ alloggiata la corona o elemento anulare 52; detta apertura centrale passante 49 permette di vincolare il volantino all’asta della valvola bloccandoli con un dado sul filetto dell’asta medesima o in altro noto ed idoneo modo e può, eventualmente, essere coperta superiormente da un tappo (non rappresentato nelle figure).

Lungo il bordo interno dell’appendice tubolare 51 rivolto in direzione del corpo-base 32 à ̈ realizzata una zigrinatura 55 a sviluppo perimetrale idonea a consentire il fissaggio della citata manopola rispetto all’organo di manovra (non rappresentato in figura) della valvola sulla quale à ̈ montato il volantino di regolazione.

La manopola 46, in corrispondenza del bordo inferiore laterale interno rivolto in direzione della porzione superiore 36 del corpo-base 32, presenta un profilo dentato 58 perimetralmente sviluppato e provvisto di un numero di denti z3; tale profilo dentato à ̈, di preferenza, realizzato in pezzo unico con la manopola medesima.

La corona o elemento anulare 52, lungo il bordo di estremità opposto al fronte superiore sul quale sono rappresentate le cifre o numeri 50 indicativi dell’apertura della valvola, presenta un ulteriore profilo dentato 60 a sviluppo circonferenziale e comprendente un numero denti pari a z4; tale profilo dentato à ̈, di preferenza, realizzato in pezzo unico con la corona o elemento anulare.

Il profilo dentato 58 della manopola 46 si impegna con il profilo dentato del primo pignone 43 del pignone-satellite 42.

In modo sostanzialmente analogo, il profilo dentato 60 dell’elemento anulare 52 à ̈ atto ad impegnarsi, in modo contemporaneo con il secondo pignone 44 del pignone-satellite 42 del corpo-base 32.

Il profilo dentato 58 della manopola 46 e l’ulteriore profilo dentato 60 della corona o elemento anulare 52 ruotano rispetto ad un medesimo asse definito dall’asse di rotazione dell’organo di manovra della valvola, mentre il pignone satellite 42 ruota rispetto all’asse del piolo 40 trascinato, secondo quanto in seguito dettagliato, dalla rotazione della manopola.

Il cinematismo come sopra definito permette, pertanto, la visualizzazione delle cifre 50 rappresentative del grado di apertura della valvola tramite un doppio ingranaggio parallelo interno.

In una forma di realizzazione preferita, ma non limitativa, il profilo dentato 58 della manopola 46 ha un numero di denti z3=44, il profilo dentato 60 dell’elemento anulare 52 ha un numero di denti z4=55 e il primo pignone 43 ed il secondo pignone 44 del pignone-satellite 42 hanno un numero di denti z1=z2=13.

Tutti i profili dei denti delle ruote o profili dentati sopra descritti sono del tipo ad evolvente di cerchio.

Inoltre, tutti gli elementi costituenti il volantino sono realizzati in materiale polimerico termoplastico o in altro noto materiale plastico idoneo allo scopo.

Il funzionamento del volantino per valvola idraulica della presente invenzione, sopra dettagliatamente descritto con riferimento alle sue caratteristiche costruttive à ̈ di seguito dettagliato.

Con la rotazione della manopola 46, il profilo dentato 58 trasmette il moto rotatorio al primo pignone 43 del pignone satellite 42 secondo un rapporto di trasmissione z1/z3.

Il secondo pignone 44, essendo rigidamente vincolato al primo pignone 43, ruota con esso trasmettendo il moto rotatorio alla corona o elemento anulare 52 (che riporta le cifre indicative della variazione di apertura della valvola) tramite l’ingranamento con l’ulteriore profilo dentato 60 della corona medesima, con un rapporto di trasmissione z2/z4.

Il modulo “m†utilizzato per la coppia di ruote con numero di denti z1e z3(prima coppia) à ̈ maggiore del modulo utilizzato per la coppia di ruote con numero di denti z2e z4(seconda coppia); ciò comporta che l’ulteriore profilo dentato 60 della corona o elemento anulare 52, pur avendo un numero di denti z4superiore al numero di denti z3del profilo dentato 58 della manopola 46, presenti un diametro primitivo minore e, in conseguenza di ciò, à ̈ possibile disporre la seconda coppia di ruote internamente alla prima.

Il numero di denti utilizzato per i profili dentati sopra descritti consente di ottenere un rapporto di trasmissione diverso da uno che realizza la rotazione dell’elemento anulare 52 sul quale sono riportate le cifre numeriche assieme alla manopola 46, ma con un angolo leggermente minore rispetto a quello che caratterizza la rotazione della manopola stessa; ciò fa si che esista un movimento relativo tra la manopola 46 e l’elemento anulare 52 e che la finestra 48 della manopola 46 scopra progressivamente tratti diversi del fronte con le cifre numeriche 50 di detto elemento anulare permettendo di visualizzare la singola cifra (nel formato XX.X, ossia unità e decimi) corrispondente al grado di apertura della valvola.

Il rapporto di trasmissione totale w1/w4 (dove w1=z3/z1 e w4=z4/z2), così come la spaziatura angolare tra le cifre 50 sull’elemento anulare 52, sono fìssi e tali per cui, indicato con N il numero di giri totale su cui si à ̈ deciso di distribuire le cifre 50, durante tale numero di giri N, l’elemento anulare 50 dovrà accumulare esattamente 360° di ritardo rispetto alla manopola 46 e, conseguentemente, dovrà percorrere N-1 giri. Pertanto, il rapporto di trasmissione deve essere pari a (N-1)/N.

Sull’elemento anulare 50 sono riportate cifre 50 comprese tra 0.0 e (N-0.1) in quanto al raggiungimento dell’N-esimo giro la finestra 48 della manopola 46 scoprirà esattamente di nuovo la cifra 00.0.

Nel caso in cui il primo pignone 43 ed il secondo pignone 44 del pignonesatellite 42 fossero caratterizzati dal medesimo numero di denti (z1=z2), il volantino per valvola idraulica della presente invenzione opera secondo quanto sopra descritto se:

Z3/Z4=(N-1)/N

Come si può rilevare da quanto precede, sono evidenti i vantaggi che il dispositivo dell’invenzione consegue.

Il volantino per valvola idraulica provvisto di indicatore del livello di apertura della valvola permette la vantaggiosa visualizzazione del grado di apertura della valvola a mezzo di un cinematismo ad accoppiamento continuo; infatti, l’esistenza di un rapporto di trasmissione ben determinato e diverso da uno consente, come descritto, di far ruotare Γ elemento anulare con le cifre di un angolo di rotazione leggermente minore rispetto a quello della manopola permettendo di visualizzare progressivamente, attraverso la finestra o apertura della manopola medesima, tratti diversi dell’anello numerato.

Ulteriormente vantaggioso à ̈ il fatto che l’utilizzo di ruote dentate con profilo ad evolvente di cerchio permette di calcolare con elevata precisione gli accoppiamenti minimizzando lo strisciamento e garantendo la costanza del rapporto di trasmissione, riducendo il rischio di usura ed il conseguente deterioramento della geometria dei profili dentati.

Un ulteriore vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che il volantino dell’ invenzione permette un’agevole lettura delle caratteristiche di apertura della valvola; ciò in quanto la finestra dove si legge la cifra indicativa del grado di apertura permette la visualizzazione contemporanea sia delle unità che dei decimali.

Benché l’invenzione sia stata sopra descritta con particolare riferimento a una sua forma di realizzazione data solo a scopo esemplificativo e non limitativo, numerose modifiche e varianti appariranno evidenti ad un tecnico del ramo alla luce della descrizione sopra riportata. La presente invenzione intende, pertanto, abbracciare tutte le modifiche e le varianti che rientrano nell’ ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un volantino (30) per valvola idraulica provvisto di indicatore numerico del livello di apertura della valvola, comprendente un corpo-base (32) o elemento fisso atto ad essere stabilmente vincolato rispetto al corpo della valvola e supportante un elemento mobile (34) rotabilmente coassiale rispetto a detto corpobase (32), collegato con un organo di manovra della valvola e provvisto di una manopola (46) atta ad essere impugnata da un utilizzatore per imprimere una rotazione a detto organo di manovra corrispondente al valore o grado di apertura desiderato per la valvola indicato da cifre (50) visualizzate attraverso un’apertura o finestra (48) di detta manopola, il volantino caratterizzato dal fatto che detti corpo-base (32) ed elemento mobile (34) sono tra loro rotativamente cooperanti a mezzo di un cinematismo ad accoppiamento continuo con doppio ingranaggio parallelo interno.
2. 2. Il volantino per valvola idraulica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il doppio ingranaggio parallelo interno à ̈ definito da almeno un pignone-satellite (42) rotabilmente folle rispetto al corpo-base (32) e atto ad impegnarsi, contemporaneamente, con un profilo dentato (58) della manopola (46) e con un ulteriore profilo dentato (60) di una corona o elemento anulare (52) rotabilmente accoppiato coassialmente alla manopola (46) e riportante le cifre (50).
3. 3. Il volantino per valvola idraulica secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il pignone-satellite (42) à ̈ calzato su un perno (40) di una porzione superiore (36) del corpo-base (32) e comprende un primo pignone (43) con un numero di denti zi e un secondo pignone (44) disposto coassialmente e superiormente a detto primo pignone e provvisto di un numero di denti z2, con z1≥ z.2
4. 4. Il volantino per valvola idraulica secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che il profilo dentato (58) à ̈ perimetralmente realizzato lungo un bordo inferiore interno della manopola (46) con un numero di denti z3e l’ulteriore profilo dentato (60) con un numero di denti z4à ̈ circonferenzialmente realizzato lungo il bordo inferiore della corona o elemento anulare (52) opposto ad un fronte superiore sul quale sono rappresentate le cifre o numeri (50) indicativi dell’apertura della valvola, con z3< z4.
5. 5. Il volantino per valvola idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che i profili dei denti del pignonesatellite (42), del profilo dentato (58) della manopola (46) e dell’ulteriore profilo dentato (60) dell’elemento anulare (52) sono ad evolvente di cerchio.
6. 6. Il volantino per valvola idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che la corona o elemento anulare (52) Ã ̈ disposto coassialmente alla manopola (46) internamente ad una camera anulare (53) della manopola medesima.
7. 7. Il volantino per valvola idraulica secondo le rivendicazioni 3 e 4, caratterizzato dal fatto che il modulo “m†di una coppia di ruote con numero di denti z1e z3(prima coppia) à ̈ maggiore del modulo di una coppia di ruote con numero di denti z2e z4(seconda coppia).
8. 8. Il volantino per valvola idraulica, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, caratterizzato dal fatto che il numero di cifre (50) presenti sulla corona o elemento anulare (52) Ã ̈ compreso tra 0.0 e (N-0.1), conN indicativo del numero di giri totale su cui sono distribuite le cifre 50.
9. 9. Il volantino per valvola idraulica secondo le rivendicazioni 7 e 8, caratterizzato dal fatto che rapporto di trasmissione tra la prima coppia e la seconda coppia di ruote à ̈ pari a (N-1)/N.
10. 10. Il volantino per valvola idraulica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in materiale polimerico termoplastico.