ITMI20130973A1 - Valvola di controllo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per BREVETTO D’INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

“Valvola di controlloâ€

Campo della tecnica

La presente invenzione ha per oggetto una valvola di controllo. In particolare, la presente invenzione ha per oggetto una valvola in grado di garantire in modo automatico una portata costante indipendentemente da eventuali fluttuazioni di pressione a monte o a valle della valvola stessa. Tali valvole sono preferibilmente impiegate in impianti di riscaldamento di dimensioni fra loro anche molto diverse, come ad esempio in impianti di riscaldamento centralizzato di unità abitative oppure in sistemi di teleriscaldamento in grado di fornire calore ad interi quartieri o piccole città, e/o in impianti di raffrescamento.

Stato della tecnica

Sono note valvole di controllo provviste di elementi sensibili a membrana che, in base ad un segnale differenziale di pressione, regolano una luce di passaggio in modo da mantenere la pressione differenziale e la portata sostanzialmente costanti al variare della pressione in ingresso o in uscita.

Un siffatto tipo di valvola à ̈ ad esempio descritto nel documento EP 2 338 093 e comprende un dispositivo atto a mantenere una pressione differenziale costante tra un ingresso ed un’uscita ed un dispositivo per il controllo della portata comandato attraverso un perno collegato ad un attuatore. Il dispositivo a pressione differenziale comprende una membrana a rotolamento ed un elemento di strozzatura in grado di disporsi in equilibrio sotto l’azione della pressione in ingresso, della pressione in uscita e della forza di una molla. Il dispositivo per il controllo della portata comprende un guscio cilindrico interno ed un guscio cilindro esterno provvisti di rispettive aperture. Il controllo della portata à ̈ attuato tramite la rotazione di un guscio rispetto all’altro tale da variare un passaggio delimitato tra le aperture di detti gusci. La riduzione del flusso à ̈ effettuata tramite il movimento assiale congiunto dei gusci cilindrici.

Scopo dell’invenzione

La Richiedente ha osservato che le valvole della tecnica nota dotate di regolazione automatica e controllo della portata, come quella descritta nel documento EP 2 338 093, sono strutturalmente molto complesse e per questo motivo anche costose ed ingombranti proprio perché integrano diverse parti mobili dedicate alle rispettive funzioni.

La Richiedente ha anche osservato che tale complessità impatta negativamente sulla regolarità del flusso che le attraversa perché necessariamente il liquido deve transitare in condotti troppo tortuosi e/o lambire elementi strutturali, come ad esempio molle, a geometria variabile ovvero la cui configurazione non à ̈ costante in tutte le condizioni di funzionamento della valvola.

In tale ambito, la Richiedente ha pertanto percepito la necessità di proporre una valvola di controllo che:

- presenti una struttura più semplice e lineare di quelle della tecnica nota; - risulti più compatta delle valvole note;

- garantisca una maggiore pulizia e regolarità del flusso che la attraversa; - permetta di impostare e controllare con precisione la portata;

- assicuri una fine e rapida regolazione automatica della pressione differenziale.

Sommario dell'invenzione

La Richiedente ha trovato che tali obiettivi possono essere ottenuti per mezzo di una valvola di controllo in cui la disposizione degli elementi che la compongono à ̈ tale per cui la circolazione del liquido che la attraversa avviene in condotti, camere e intercapedini che sono vicini ad un alberino di comando centrale e lungo direzioni prevalentemente parallele a detto alberino.

Più specificatamente, secondo un aspetto, la presente invenzione riguarda una valvola di controllo, comprendente:

un corpo valvola presentante un ingresso ed un’uscita;

un parzializzatore di flusso operativamente interposto tra l’ingresso e l'uscita; un alberino di comando presentante una prima estremità di azionamento ed una seconda estremità opposta alla prima e collegata al parzializzatore di flusso; un dispositivo di regolazione automatica a pressione differenziale comprendente: un corpo a tazza disposto attorno all’alberino di comando e mobile assialmente rispetto a detto alberino di comando;

una molla operativamente interposta tra il corpo valvola ed il corpo a tazza per spingere detto corpo a tazza in allontanamento dal parzializzatore di flusso; una membrana a rotolamento presentante un bordo radialmente interno vincolato al corpo a tazza ed un bordo radialmente esterno vincolato al corpo valvola in modo da delimitare una prima camera in comunicazione di fluido con l’ingresso ed una seconda camera in comunicazione di fluido con l’uscita.

Preferibilmente, il parzializzatore di flusso presenta almeno un’apertura di ingresso affacciata verso l’ingresso del corpo valvola ed almeno un’apertura di uscita affacciata verso il corpo a tazza.

Preferibilmente, la valvola comprende un otturatore montato attorno all’alberino di comando ed affacciato verso l’apertura di uscita del parzializzatore di flusso.

Preferibilmente, il flusso dall’ingresso entra nell’apertura di ingresso del parzializzatore lungo una direzione sostanzialmente radiale ed esce attraverso l’apertura di uscita di detto parzializzatore lungo una direzione sostanzialmente assiale per poi transitare verso l’uscita della valvola lungo una direzione sostanzialmente radiale.

La Richiedente ha verificato innanzitutto che la disposizione dei componenti della valvola secondo quanto sopra descritto e/o come rivendicato permette di ottenere i necessari passaggi per il fluido con una struttura semplice e compatta.

La Richiedente ha anche verificato la valvola secondo l’invenzione garantisce una maggiore pulizia e regolarità del flusso che la attraversa.

La Richiedente ha verificato che la valvola secondo l’invenzione permette di impostare e controllare con precisione la portata.

Infine, la Richiedente ha anche verificato che la valvola secondo l’invenzione assicura una fine e rapida regolazione automatica della pressione differenziale. La presente invenzione può inoltre presentare una o più delle caratteristiche preferite che qui di seguito sono descritte.

Preferibilmente, la valvola comprende un albero di guida presentante un passaggio assiale per l’alberino di comando, in cui il corpo a tazza à ̈ montato attorno a detto albero di guida. In questo modo, il movimento assiale del corpo a tazza, governato automaticamente dalla pressione differenziale che agisce sulla membrana a rotolamento e sul corpo a tazza e dalla molla che agisce direttamente su detto corpo a tazza, non à ̈ influenzato dall’eventuale movimento assiale dell’alberino di comando poiché detti due elementi sono disaccoppiati dal frapposto albero di guida. Tale soluzione consente di ridurre drasticamente i transitori causati dal trascinamento che l’alberino di comando esercita nelle valvole di tipo noto, come quella descritta in EP 2 338 093, sul rispettivo corpo a tazza.

Preferibilmente, l’alberino di comando può scorrere assialmente nell’albero di guida. L’albero di guida svolge pertanto la propria funzione di guida assiale per l’alberino di comando al suo interno.

Preferibilmente, il corpo a tazza può scorrere assialmente sull’albero di guida. Quindi, l’albero di guida svolge la propria funzione di guida assiale per il corpo a tazza che gli scorre attorno.

Preferibilmente, l’albero di guida à ̈ fisso rispetto al corpo valvola. Più preferibilmente, l’albero di guida à ̈ parte integrante del corpo valvola. Adottando questa soluzione, il movimento assiale del corpo a tazza non à ̈ influenzato dal movimento di altri elementi al di fuori della membrana a rotolamento e della molla. Preferibilmente, la molla à ̈ disposta attorno al corpo a tazza. La posizione della molla à ̈ tale da ridurre al minimo il proprio ingombro e contribuisce a contenere le dimensioni complessive della valvola.

Preferibilmente, una porzione della seconda camera à ̈ delimitata tra una superficie radialmente esterna del corpo a tazza ed una superficie radialmente interna del corpo valvola. Preferibilmente, la molla à ̈ disposta in detta porzione della seconda camera. La seconda camera viene quindi sfruttata anche per alloggiare la molla. Preferibilmente, in almeno una condizione operativa di valvola aperta, il parzializzatore di flusso e l’otturatore delimitano tra loro una camera anulare comunicante lateralmente con l’uscita del corpo valvola. Il flusso principale del liquido esce assialmente dal parzializzatore di flusso, gira nella camera anulare e fuoriesce verso l’uscita in una direzione sostanzialmente radiale.

Preferibilmente, la molla à ̈ assialmente sfalsata rispetto alla camera anulare. Più preferibilmente, la seconda camera che contiene la molla à ̈ assialmente sfalsata rispetto alla camera anulare ed in comunicazione di fluido con detta camera anulare. Il flusso principale del liquido non risente pertanto della presenza della molla. Più in generale, il liquido transita vantaggiosamente senza incontrare elementi a geometria variabile, come la molla, che influenzerebbero in modo differente il flusso in funzione della propria configurazione istantanea e sarebbero sottoposti a carichi fluidodinamici indesiderati.

Preferibilmente, il corpo valvola presenta un alloggiamento cilindrico per il parzializzatore di flusso. Preferibilmente, il corpo valvola presenta una luce di uscita tra la camera anulare e l’uscita. Preferibilmente, il corpo a tazza, con il proprio moto assiale, parzializza detta luce di uscita. Preferibilmente, l’alloggiamento cilindrico presenta un bordo di battuta atto a ricevere in appoggio un bordo terminale del corpo a tazza in modo da chiudere la luce di uscita del corpo valvola. Preferibilmente, l’alloggiamento cilindrico presenta un bordo di battuta atto a ricevere in appoggio, in una condizione di valvola chiusa, un bordo periferico dell’otturatore. Vantaggiosamente, sul medesimo bordo di battuta si impegnano sia l’otturatore, in una posizione radialmente più interna, che il corpo a tazza, in una posizione radialmente più esterna.

Preferibilmente, in una condizione di valvola chiusa, l'otturatore va sostanzialmente a bloccare il flusso in uscita dall’apertura di uscita del parzializzatore alla quale à ̈ affacciato. Preferibilmente, l’otturatore coopera con l’alloggiamento cilindrico del corpo valvola per chiudere l’apertura di uscita del parzializzatore di flusso.

Preferibilmente, l’otturatore à ̈ almeno parzialmente alloggiato nel corpo a tazza. Preferibilmente, il corpo a tazza presenta una parete cilindrica radialmente esterna all’otturatore e mobile scorrevolmente su detto otturatore. Questa geometria, che sfrutta il volume interno al corpo a tazza per alloggiare l’otturatore, contribuisce a contenere le dimensioni complessive della valvola.

Preferibilmente, l’otturatore chiude un volume interno al corpo a tazza e tra la parete cilindrica radialmente esterna del corpo a tazza e l’otturatore à ̈ delimitata una fessura circolare che lascia passare il fluido fino in detto volume interno perché eserciti una pressione (pressione a valle o in uscita) sostanzialmente pari a quella nella seconda camera ed in contrasto alla pressione nella prima camera (pressione a monte o in ingresso).

Preferibilmente, l'otturatore à ̈ solidale con l’alberino di comando nel moto di rotazione. Preferibilmente, l’otturatore à ̈ solidale con l’alberino di comando nel movimento assiale. Preferibilmente, il parzializzatore di flusso à ̈ solidale con l’alberino di comando nel moto di rotazione. Preferibilmente, il parzializzatore di flusso à ̈ solidale con l’alberino di comando nel movimento assiale. Il meccanismo di comando risulta molto semplice dal momento che l’alberino di comando si muove solidalmente con il parzializzatore di flusso e/o con l’otturatore,

Preferibilmente, la distanza assiale tra l’otturatore ed il parzializzatore à ̈ fissa ed essi delimitano tra loro un volume sostanzialmente toroidale che, quando la valvola à ̈ aperta e cioà ̈ l’otturatore à ̈ distanziato dal bordo di battuta dell’alloggiamento cilindrico, definisce la camera anulare sopra citata ed à ̈ nella medesima posizione assiale della luce di uscita del corpo valvola. Quando la valvola à ̈ invece chiusa, detto volume sostanzialmente toroidale à ̈ inserito nell’alloggiamento cilindrico ed à ̈ isolato dall’uscita del corpo valvola.

Preferibilmente, il corpo valvola presenta una luce di ingresso tra l’ingresso ed il parzializzatore. Preferibilmente, la luce di ingresso à ̈ un’asola ed à ̈ realizzata direttamente nel corpo valvola tra l’ingresso ed il parzializzatore di flusso. L’asola di ingresso ricavata nell’alloggiamento cilindrico del corpo valvola permette di ridurre gli elementi della valvola perché non sono necessarie altre pareti frapposte tra il corpo valvola ed il parzializzatore per cambiare la sezione di passaggio del flusso in ingresso in detto parzializzatore.

Preferibilmente, il parzializzatore di flusso à ̈ ruotabile nel corpo valvola su azione dell’alberino di comando per variare la posizione della propria apertura di ingresso rispetto all’asola di ingresso e cambiare una sezione di passaggio del flusso. Tale regolazione viene fatta preferibilmente manualmente e serve a pre-impostare una portata di riferimento.

Preferibilmente, il parzializzatore di flusso à ̈ mobile assialmente nel corpo valvola su azione dell’alberino di comando per variare la posizione della propria apertura di ingresso rispetto alla luce di ingresso e cambiare una sezione di passaggio del flusso. Tale regolazione à ̈ preferibilmente motorizzata e serve a modulare la portata da un valore massimo pari alla portata di riferimento pre-impostata sino a zero, in funzione delle esigenze termiche dell’ambiente da riscaldare o raffrescare.

Preferibilmente, l’apertura di ingresso del parzializzatore di flusso presenta una pluralità di finestre con sezione calibrata a prevalente sviluppo assiale. In una diversa forma realizzativa, l’apertura di ingresso del parzializzatore di flusso presenta una singola finestra con sezione calibrata a prevalente sviluppo assiale. La rotazione del parzializzatore di flusso permette di scegliere il numero di finestre e/o la sezione di passaggio affacciate/a all’asola di ingresso del corpo valvola. La traslazione assiale del parzializzatore di flusso permette di regolare l’area delle finestre già affacciate.

Preferibilmente, il parzializzatore di flusso comprende una parete cilindrica radialmente esterna, una parete cilindrica radialmente interna ed una parete di base di forma anulare che collega dette pareti cilindriche. La parete cilindrica radialmente esterna, la parete cilindrica radialmente interna e la parete di base delimitano un volume interno che sfocia in un’apertura di uscita anulare collocata in posizione assialmente opposta alla parete di base.

Preferibilmente, il parzializzatore di flusso presenta un limitatore di rotazione cooperante con il corpo valvola. Preferibilmente, il limitatore di rotazione à ̈ un’appendice del parzializzatore di flusso inserita in una cameretta ricavata nel corpo valvola. La parete sagomata non circolare della cameretta permette una rotazione limitata dell’appendice. Il limitatore di rotazione serve a delimitare le posizioni che corrispondono al minimo e al massimo delle regolazioni possibili. Preferibilmente, l’alberino di comando presenta un condotto assiale atto a mettere in comunicazione di fluido l’ingresso con la prima camera. Preferibilmente, un canale ricavato nel corpo valvola collega l’ingresso con una cameretta collocata presso il parzializzatore di flusso e in cui sfocia il condotto assiale. Preferibilmente, l’alberino di comando presenta passaggi radiali in comunicazione di fluido con il condotto assiale e sfocianti su una propria superficie radialmente esterna. Preferibilmente, l’albero di guida presenta passaggi radiali atti a mettere in comunicazione di fluido i passaggi radiali dell’alberino di comando con la prima camera. Preferibilmente, i passaggi radiali dell'albero di guida comunicano con un’intercapedine delimitata tra l’albero di guida ed il corpo a tazza a sua volta comunicante con la prima camera. La pressione del fluido in ingresso viene così trasmessa alla prima camera che à ̈ collocata in una posizione assialmente opposta rispetto al parzializzatore di flusso.

Preferibilmente, la valvola comprende una molla principale interposta tra l'alberino di comando ed il corpo valvola per mantenere la valvola aperta in assenza di forze applicate sulla prima estremità dell’alberino di comando.

Preferibilmente, la valvola comprende un attuatore operativamente attivo sulla prima estremità dell'alberino di comando. Preferibilmente, l’attuatore sposta assialmente l’alberino di comando e il parzializzatore di flusso. Preferibilmente, la valvola comprende una ghiera di regolazione montata presso la prima estremità dell’alberino di comando per impostare manualmente la posizione angolare del parzializzatore di flusso. L’attuatore permette di modulare la portata da un valore massimo pari alla portata di riferimento pre-impostata con la ghiera sino a zero (otturatore chiuso).

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma d’esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una valvola di controllo in accordo con la presente invenzione.

Breve descrizione dei disegni

Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:

- la figura 1 mostra una vista prospettica d’assieme della valvola di controllo secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra una vista in sezione della valvola di figura 1 con alcune parti rimosse e in una configurazione operativa;

- la figura 3 mostra una porzione ingrandita ed in sezione della valvola di cui alle figure 1 e 2;

- la figura 4 mostra la valvola di figura 2 in una diversa configurazione operativa;

- la figura 5 mostra la valvola di figura 2 in una ulteriore diversa configurazione operativa.

Descrizione dettagliata di una realizzazione preferita dell’invenzione

Con riferimento alla figura 1, con 1 à ̈ stata complessivamente indicata una valvola di controllo comprendente un corpo valvola 2 ed un attuatore 3 montato sul corpo valvola 2. Il corpo valvola 2 presenta un ingresso 4 ed un’uscita 5 per il flusso di un liquido. Detti ingresso 4 ed uscita 5 sono filettati internamente per la connessione a rispettivi terminali di tubazioni.

Come visibile nelle figure 2, 4 e 5, il corpo valvola 2 presenta un corpo principale 2a ricavato in pezzo unico e presentante detto ingresso 4 e detta uscita 5 allineate lungo una direzione di flusso ÎŽ-Υ†. Il corpo valvola 2 comprende un corpo ausiliario 2b avvitato sul corpo principale 2a e presentante un passaggio assiale 6 che si sviluppa lungo un asse principale “X-X†. Il corpo principale 2a del corpo valvola 2 delimita internamente, oltre all’ingresso 4 ed all’uscita 5, una cavità sostanzialmente cilindrica che si sviluppa lungo detto asse principale “X-X†ed à ̈ formata da più sezioni assiali, come qui di seguito dettagliato. Nella forma esemplificativa illustrata, l’asse principale “X-X†à ̈ perpendicolare alla direzione di flusso ÎŽ-Υ†. In varianti realizzative non illustrate, l’angolo delimitato tra detto asse principale “X-X†e la direzione di flusso ÎŽ-Υ†può essere diverso da 90°.

A partire da una prima estremità assiale Έ1" del corpo valvola 2 opposta al corpo ausiliario 2b e spostandosi verso una seconda estremità assiale “E2†posta in corrispondenza di detto corpo ausiliario 2b, la cavità sostanzialmente cilindrica presenta una prima sezione 7, una seconda sezione 8 di dimensioni radiali maggiori della prima sezione 7, una terza sezione 9 di dimensioni radiali maggiori della seconda sezione 8 e una quarta sezione 10 di dimensioni radiali maggiori della terza sezione 9.

La prima sezione 7 definisce una cameretta collegata all’ingresso 4 attraverso un canale rettilineo 11 ricavato nel corpo principale 2a. La seconda sezione 8 definisce un alloggiamento cilindrico collocato tra l’ingresso 4 e l’uscita 5 ed in comunicazione diretta con l’ingresso 4 attraverso un’asola di ingresso 12 ricavata in una parete del corpo valvola 2 che delimita detto alloggiamento cilindrico. L’asola di ingresso 12 presenta uno sviluppo allungato lungo una direzione circonferenziale. La terza sezione 9 e la quarta sezione 10 definiscono assieme una sede cilindrica. La terza sezione 9 presenta inoltre una luce di uscita 13 che comunica direttamente con l’uscita 5 del corpo valvola 2.

Un alberino di comando 14 à ̈ inserito nel passaggio assiale 6 del corpo ausiliario 2b e si sviluppa in detta cavità sostanzialmente cilindrica del corpo principale 2 verso la prima estremità assiale “E1 †. Una prima estremità di azionamento 14a dell’alberino di comando 14 sporge dal corpo ausiliario 2b ed una seconda estremità 14b di detto alberino di comando 14, opposta alla prima 14a, à ̈ collocata dentro l’alloggiamento cilindrico 8 ed affacciata alla cameretta 7 (figure 3 e 5).

All’interno del corpo ausiliario 2b ed attorno all’alberino di comando 14 à ̈ delimitato un volume 15 contenente una molla principale 16 di tipo elicoidale che avvolge l’alberino di comando 14.

La molla principale 16 presenta un’estremità appoggiata contro ad una superficie anulare del corpo ausiliario 2b ed un’estremità opposta appoggiata contro ad un anello 17 assialmente solidale con l’alberino di comando 14 e, a tale scopo, parzialmente inserito in una cava anulare ricavata presso la prima estremità 14a dell’alberino di comando stesso 14. La prima estremità 14a à ̈ inoltre accoppiata ad un gruppo di azionamento “D†impegnato dall'attuatore 3. La molla principale 16 spinge elasticamente l’alberino di comando 14 in allontanamento dalla prima estremità assiale Έ1†del corpo valvola 2.

Un parzializzatore di flusso 18 à ̈ montato sulla seconda estremità 14b dell’alberino di comando 14 ed à ̈ alloggiato nell’alloggiamento cilindrico 8 (figure 3 e 5). Il parzializzatore di flusso 18 comprende una parete cilindrica radialmente esterna 19, una parete cilindrica radialmente interna 20 ed una parete di base 21 di forma anulare che collega dette pareti cilindriche 19, 20. La parete cilindrica radialmente esterna 19, la parete cilindrica radialmente interna 20 e la parete di base 21 delimitano un volume interno 22 che sfocia in un’apertura di uscita 23 anulare collocata in posizione assialmente opposta alla parete di base 21. Attraverso la parete cilindrica radialmente esterna 19 à ̈ ricavata un’apertura di ingresso formata da una pluralità di finestre 24 reciprocamente affiancate lungo una direzione circonferenziale e ciascuna presentante un prevalente sviluppo assiale. La parete cilindrica radialmente esterna 19 à ̈ posta a contatto con l’alloggiamento cilindrico 8 con l’interposizione di guarnizioni anulari. La parete cilindrica radialmente interna 20 circonda ed à ̈ posta a contatto, con l’interposizione di guarnizioni, con l’alberino di comando 14. Il parzializzatore di flusso 18 à ̈ bloccato sull’alberino di comando 14 in modo da rimanere ad esso solidale sia nel moto assiale che nella rotazione attorno all’asse principale “X-X†. Il parzializzatore di flusso 18 comprende inoltre un’appendice 25 che si sviluppa assialmente da un bordo radiale prossimo alla parete di base 21 e rimane collocato nella cameretta 7. L’appendice 25 interferisce con una parete sagomata non circolare che delimita la cameretta 7 e funge da limitatore di rotazione per il parzializzatore 18.

Un otturatore 26 à ̈ montato attorno all’alberino di comando 14 ed à ̈ bloccato sull’alberino di comando 14 stesso in modo da rimanere ad esso solidale sia nel moto assiale che nella rotazione attorno all’asse principale “X-X†. L'otturatore 26 comprende un piattello circolare 27 ed una porzione sagomata 28, preferibilmente in gomma, sostanzialmente troncoconica associata al piattello 27 ed affacciata all’apertura di uscita 23 del parzializzatore di flusso 18. L’otturatore 26 e il parzializzatore di flusso 18 sono fra loro solidali nel movimento assiale e nel movimento di rotazione. Pertanto, la distanza assiale tra la porzione sagomata 28 dell’otturatore 26 e l’apertura di uscita 23 del parzializzatore di flusso 18 à ̈ fissa. In particolare, la porzione sagomata 28 sostanzialmente troncoconica presenta due porzioni troncoconiche successive e convergenti verso l’alberino di comando 14 e verso detta apertura di uscita 23. L’otturatore 26 ed il parzializzatore di flusso 18 delimitano tra loro un volume sostanzialmente toroidale verso il quale si apre l’apertura di uscita 23 del parzializzatore 18. La porzione sagomata 28 dell’otturatore 26 presenta un bordo radialmente periferico 29 destinato ad entrare in contatto con un bordo di battuta 30 dell’alloggiamento cilindrico 8 ortogonale all’asse principale “X-X†e definito tra la seconda sezione 8 e la terza sezione 9 della cavità sostanzialmente cilindrica del corpo principale 2a.

Un corpo a tazza 31 à ̈ montato attorno all’alberino di comando 14 ed à ̈ assialmente posizionato nella sede cilindrica definita dalla terza sezione 9 e dalla quarta sezione 10. Più in particolare, il corpo a tazza 31 presenta un foro assiale entro cui passa un albero di guida 32 definito da una porzione interna del corpo ausiliario 2b. Il citato passaggio assiale 6 del corpo ausiliario 2b à ̈ ricavato parzialmente nell’albero di guida 32 per cui detto albero di guida 32 rimane radialmente interposto tra l’alberino di comando 14 ed il corpo a tazza 31. Il corpo a tazza 31 presenta una prima porzione 33 con dimensioni radiali minori accoppiata scorrevolmente all’albero di guida 32 con l’interposizione di una guarnizione anulare preferibilmente collocata in una sede anulare dell’albero di guida stesso 32. Il corpo a tazza 31 presenta una seconda porzione 34 con dimensioni radiali maggiori e tali da accogliere al proprio interno l’otturatore 26. Un bordo terminale 35 (figura 3) della seconda porzione 34 del corpo a tazza 31 à ̈ destinato ad entrare in battuta contro al bordo di battuta 30 dell’alloggiamento cilindrico 8 in una zona radialmente più esterna rispetto alla zona di battuta dell’otturatore 26. Il corpo a tazza 31 presenta un’appendice anulare 36 radialmente esterna ed assialmente posta tra la prima porzione 33 e la seconda porzione 34. Una molla 37 di tipo elicoidale à ̈ disposta attorno al corpo a tazza 31 e presenta una estremità assiale posta in battuta contro detta appendice anulare 36 ed un’estremità assiale opposta appoggiata contro ad una superficie di appoggio 38 definita tra la terza sezione 9 e la quarta sezione 10 della cavità sostanzialmente cilindrica del corpo principale 2a.

Una membrana a rotolamento 39 circonda il corpo a tazza 31 e presenta un bordo radialmente interno 40 vincolato a tenuta a detto corpo a tazza 31 , preferibilmente collocato in una sede anulare radialmente esterna, ed un bordo radialmente esterno 41 vincolato a tenuta al corpo valvola 2, preferibilmente chiuso tra il corpo principale 2a ed il corpo ausiliario 2b. La membrana a rotolamento 39 delimita, insieme a pareti interne del corpo valvola 2 e precisamente del corpo ausiliario 2b, una prima camera 42 assialmente collocata tra il corpo a tazza 31 ed il corpo ausiliario 2b. La membrana a rotolamento 39 delimita inoltre, insieme ad una superficie radialmente esterna del corpo a tazza 31 e ad una superficie radialmente interna del corpo principale 2a, una seconda camera 43 assialmente collocata tra la membrana stessa 39 e la superficie di appoggio 38. La molla 37 rimane pertanto collocata in una porzione di detta seconda camera 43. Il corpo a tazza 31 à ̈ mobile assialmente in modo indipendente dall’alberino di guida 14 e pertanto anche dall’otturatore 26 e dal parzializzatore di flusso 18 sotto l’azione delle pressioni agenti nella prima camera 42 e nella seconda camera 43 e della molla 37. Il corpo a tazza 31 con il proprio movimento assiale à ̈ in grado di parzializzare o chiudere la luce di uscita 13.

Il corpo a tazza 31 , la membrana a rotolamento 39 e la molla 37 sono parte di un dispositivo di regolazione automatica a pressione differenziale, come sarà più avanti dettagliato.

L’otturatore 26 chiude un volume interno 44 al corpo a tazza 31 che à ̈ sostanzialmente alla stessa pressione della seconda camera 43 perché tra una superficie radialmente interna della parete cilindrica radialmente esterna 43 del corpo a tazza 31 ed un bordo periferico del piattello 27 rimane una fessura circolare 45 (figura 3) attraverso la quale passa il liquido. Tale volume interno al corpo a tazza 31 à ̈ variabile a causa del moto relativo possibile tra detto corpo a tazza 31 e l’otturatore 26.

In uso e a valvola aperta (figure 2 e 4), il flusso di liquido entra nell’ingresso 4, attraversa l’asola di ingresso 12 e la/e porzione/i della/e finestra/e 24 dell’apertura di ingresso del parzializzatore 18 affacciata/e a detta asola 12 ed entra nel volume interno 22. Il liquido sale assialmente verso l’apertura di uscita 23 del parzializzatore 18 giungendo in una camera anulare delimitata dal parzializzatore 18, dall’otturatore 26 e da superfici radialmente interne della terza sezione 9 e della seconda sezione 8 della cavità sostanzialmente cilindrica del corpo principale 2a. Il flusso principale del liquido prosegue poi verso l’uscita 5 passando attraverso la luce di uscita 13.

La portata viene pre-impostata ruotando il parzializzatore di flusso 18 tramite l’alberino di comando 14 in una prescelta posizione angolare in modo che un determinato numero di finestre 24 siano affacciate all’asola di ingresso 12. La rotazione viene eseguita manualmente tramite una ghiera di regolazione 51 montata presso la prima estremità 14a dell’alberino di comando 14. La ghiera 51 può essere raggiunta smontando l’attuatore 3. Durante il funzionamento della valvola 1 , tale posizione angolare rimane fissa.

Il liquido nell’ingresso 4 à ̈ ad una determinata pressione di monte “P+". Nel passaggio attraverso il parzializzatore di flusso 18 e a causa delle resistenze date sia dal parzializzatore 18 che dall’otturatore 26, il liquido subisce un calo di pressione fino ad una pressione di valle “P-" che si ritrova nella camera anulare 46 e sostanzialmente anche all'uscita 5.

Il liquido alla pressione di monte “P+†à ̈ presente anche nella prima camera 42 perché dall’ingresso 4 passa nel canale rettilineo 11 , nella cameretta 7, attraverso un condotto assiale 47 ricavato nell’alberino di comando 14, attraverso passaggi radiali 48 del medesimo alberino 14, attraverso passaggi radiali 49 dell’albero di guida 32 ed attraverso un’intercapedine 50 delimitata tra l’albero di guida 32 ed il corpo a tazza 31 che a sua volta comunica con la prima camera 42 (figura 3). II liquido alla pressione di valle “P-" à ̈ presente anche nella seconda camera 43 perché dalla camera anulare 46 passa nella seconda camera 43 attraverso un passaggio anulare delimitato tra il corpo a tazza 31 ed una superficie radialmente interna del corpo principale 2a prossima alla superficie di appoggio 38. Il liquido alla pressione di valle “P-†à ̈ presente inoltre nel volume interno al corpo a tazza 44 perché passa attraverso la fessura circolare 45.

Quindi la pressione a monte “P+" agisce nella prima camera 42 sulla membrana a rotolamento 39 e sul corpo a tazza 31 e la pressione a valle “P-†agisce nella seconda camera 43 e nel volume interno al corpo a tazza 44 sul detto corpo a tazza 31 e in parte anche sulla membrana 39. Alla pressione a monte “P+†corrisponde una forza sul corpo a tazza 31 diretta dalla seconda estremità Έ2" verso la prima estremità Έ1†. Alla pressione a valle “P-†corrisponde una forza sul corpo a tazza 31 diretta dalla prima estremità Έ1†verso la seconda estremità Έ2†che si somma alla forza generata dalla molla 37.

L’equilibrio della forza generata dalla pressione a monte “P+†con quella generata dalla pressione a valle “P-“ aumentata dalla reazione elastica della molla 37 varia la posizione del corpo a tazza 31 e l’ampiezza della luce di uscita 13 garantendo la continua costanza della portata in modo automatico. In mancanza di pressione differenziale, la molla 37 mantiene il corpo a tazza 31 nella posizione più prossima alla seconda estremità Έ2" e la luce di uscita 13 completamente aperta.

Una modulazione della portata può essere inoltre fatta, nell’intorno della portata pre-impostata manualmente, muovendo assialmente l’alberino di comando 14 per mezzo dell’attuatore 3. In figura 2, si nota che le finestre 24 si affacciano per tutto il loro sviluppo assiale all’asola di ingresso 12. Invece, in figura 4 le finestre 24 sono più spostate verso la prima estremità Έ1†e parzialmente chiuse dalla parete del corpo principale 2a adiacente all’asola di ingresso 12. Lo spostamento assiale dell’alberino determina anche, come visibile dal confronto tra le figure 2 e 4, una variazione dello sviluppo assiale della camera anulare 46.

In figura 5 à ̈ illustrata la valvola 1 chiusa, ovvero con l’otturatore 26 appoggiato contro al bordo di battuta 30 dell’alloggiamento cilindrico 8. Tale posizione à ̈ mantenuta dall’attuatore 3 che spinge l’alberino 14 in contrasto alla molla principale 16. Senza attuatore 3, la molla principale 16 mantiene la valvola 1 nella condizione normalmente aperta con l’otturatore 26 distanziato dal bordo di battuta 30.

Elenco elementi

1 Valvola di controllo

2 Corpo valvola

E1 Prima estremità assiale del corpo valvola

E2 Seconda estremità assiale del corpo valvola

a Corpo principale

2 b Corpo ausiliario

X -X Asse principale del corpo valvola

3 Attuato re

4 Ingresso

5 Uscita

Y-Y Direzione di flusso

6 Passaggio assiale

7 Prima sezione / cameretta

8 Seconda sezione / alloggiamento cilindrico 9 Terza sezione / sede cilindrica

10 Quarta sezione / sede cilindrica

11 Canale rettilineo

12 Asola di ingresso

13 Luce di uscita

14 Alberino di comando

14a Prima estremità dell’alberino di comando Seconda estremità dell’alberino di comando Volume

Molla principale

Anello

Parzializzatore di flusso

Parete cilindrica radialmente esterna Parete cilindrica radialmente interna Parete di base

Volume interno

Apertura di uscita

Apertura di ingresso

Appendice / limitatore di rotazione Otturatore

Piattello

Porzione sagomata

Bordo radialmente periferico

Bordo di battuta

Corpo a tazza

Albero di guida

33 Prima porzione

34 Seconda porzione

35 Bordo terminale

36 Appendice anulare

37 Molla

38 Superficie di appoggio

39 Membrana a rotolamento

40 Bordo radialmente interno

41 Bordo radialmente esterno 42 Prima camera

43 Seconda camera

44 Volume interno al corpo a tazza 45 Fessura circolare

46 Camera anulare

47 Condotto assiale

48 Passaggi radiali alberino

49 Passaggi radiali albero di guida 50 Intercapedine

51 Ghiera di regolazione

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola di controllo, comprendente: un corpo valvola (2) presentante un ingresso (4) ed un’uscita (5); un parzializzatore di flusso (18) operativamente interposto tra l’ingresso (4) e l’uscita (5); un alberino di comando (14) presentante una prima estremità (14a) di azionamento ed una seconda estremità (14b) opposta alla prima (14a) e collegata al parzializzatore di flusso (18); un dispositivo di regolazione automatica a pressione differenziale comprendente: un corpo a tazza (31) disposto attorno all’alberino di comando (14) e mobile assialmente rispetto a detto alberino di comando (14); una molla (37) operativamente interposta tra il corpo valvola (2) ed il corpo a tazza (31) per spingere detto corpo a tazza (31) in allontanamento dal parzializzatore di flusso (18); una membrana a rotolamento (39) presentante un bordo radialmente interno (40) vincolato al corpo a tazza (31) ed un bordo radialmente esterno (41) vincolato al corpo valvola (2) in modo da delimitare una prima camera (42) in comunicazione di fluido con l’ingresso (4) ed una seconda camera (43) in comunicazione di fluido con l’uscita (5); in cui il parzializzatore di flusso (18) presenta almeno un’apertura di ingresso (24) affacciata verso l’ingresso (4) del corpo valvola (2) ed almeno un’apertura di uscita (23) affacciata verso il corpo a tazza (31 ); in cui la valvola (1) comprende un otturatore (26) montato attorno all’alberino di comando (14) ed affacciato verso l’apertura di uscita (23) del parzializzatore di flusso (18).
2. 2. Valvola secondo la rivendicazione 1, comprendente un albero di guida (32) presentante un passaggio assiale (6) per l’alberino di comando (14), in cui il corpo a tazza (31) à ̈ montato attorno a detto albero di guida (32).
3. 3. Valvola secondo la rivendicazione 2, in cui l’albero di guida (32) à ̈ fisso rispetto al corpo valvola (2).
4. 4. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la molla (37) Ã ̈ disposta attorno al corpo a tazza (31).
5. 5. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui, in almeno una condizione operativa di valvola aperta, il parzializzatore di flusso (18) e l’otturatore (26) delimitano tra loro una camera anulare (46) comunicante lateralmente con l’uscita (5) del corpo valvola (2).
6. 6. Valvola secondo la rivendicazione precedente, in cui la molla (37) Ã ̈ assialmente sfalsata rispetto alla camera anulare (46).
7. 7. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui in cui il corpo valvola (2) presenta un alloggiamento cilindrico (8) per il parzializzatore di flusso (18), in cui il corpo valvola (2) presenta una luce di uscita (13) tra la camera anulare (46) e l’uscita (5) e in cui il corpo a tazza (31), con il proprio moto assiale, parzializza detta luce dì uscita (13) e in cui l’alloggiamento cilindrico (8) presenta un bordo di battuta (30) atto a ricevere in appoggio un bordo terminale (35) del corpo a tazza (31) in modo da chiudere la luce di uscita (13) del corpo valvola (2).
8. 8. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo valvola (2) presenta un alloggiamento cilindrico (8) per il parzializzatore di flusso (18) e in cui l’alloggiamento cilindrico (8) presenta un bordo di battuta (30) atto a ricevere in appoggio, in una condizione di valvola (1) chiusa, un bordo periferico (29) dell'otturatore (26).
9. 9. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui, in una condizione di valvola chiusa, l’otturatore (26) va a bloccare un flusso in uscita dall’apertura di uscita (23) del parzializzatore di flusso (18) alla quale à ̈ affacciato.
10. 10. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’otturatore (26) à ̈ almeno parzialmente alloggiato nel corpo a tazza (31).
11. 11. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’otturatore (26) à ̈ solidale con l’alberino di comando (14) nel moto di rotazione e nel movimento assiale e in cui il parzializzatore di flusso (18) à ̈ solidale con l’alberino di comando (14) nel moto di rotazione e nel movimento assiale.
12. 12. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui un’asola di ingresso (12) à ̈ realizzata direttamente nel corpo valvola (2) tra l’ingresso (4) ed il parzializzatore di flusso (18).
13. 13. Valvola secondo la rivendicazione 12, in cui il parzializzatore di flusso (18) à ̈ ruotabile nel corpo valvola (2) su azione dell’alberino di comando (14) ed à ̈ mobile assialmente nel corpo valvola (2) su azione dell’alberino di comando (14) per variare la posizione della propria apertura di ingresso (24) rispetto all’asola di ingresso (12).
14. 14. Valvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’apertura di ingresso (24) del parzializzatore di flusso (18) presenta una o più finestre a prevalente sviluppo assiale.
15. 15. Valvola secondo la rivendicazione 13, in cui il parzializzatore di flusso (18) presenta un limitatore di rotazione (25) cooperante con il corpo valvola (2), in cui il limitatore di rotazione (25) Ã ̈ un'appendice del parzializzatore di flusso (18) inserita in una cameretta (7) ricavata nel corpo valvola (2).