ITMI940804A1 - Dispositivo a galleggiante per il controllo del livello di riempimento di bombole o simili con gas liquidi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo a galleggiante per il controllo del livello di riempimento di contenitori, quali bombole e simili, con gas liquidi sotto pressione.

Come è noto, molti tipi di gas vengono commercializzati allo stato liquido entro contenitori metallici di elevata resistenza a pressione interna, i quali in sostanza sono noti come bombole di gas liquido sotto pressione.

E' pure noto che il riempimento di queste bombole comporta l'impiego di particolari attrezzature e la necessità di effettuare il riempimento ad un livello che, in generale, è compreso fra il 75-80% della capacità effettiva della bombola. Inoltre, le bombole piene vengono vendute generalmente a peso, ad esempio, bombole contenenti 10-15 o 20 Kg di prodotto, essendo molto difficoltoso od oneroso immettere quantità esattamente dosate di gas liquido sotto elevata pressione.

Per ovviare a questo inconveniente, sono già stati proposti dei dispositivi di rilevamento inseribili all'interno della bombola con lo scopo di controllarne il livello di riempimento, ma almeno finora non risulta che essi abbiamo avuto, in pratica, un successo sicuro. D’altra parte, è indispensabile che il grado di riempimento delle bombole di gas liquido sia mantenuto ad un livello ben definito, cioè a circa 3/4 o 4/5 della capacità della bombola, per ovvie ragioni soprattutto di sicurezza, ma anche di costi.

Scopo pertanto del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo meccanico per il controllo del grado di riempimento di bombole per gas liquidi, concepito in modo da ovviare agli inconvenienti e svantaggi presentati dagli attuali sistemi di controllo della quantità di prodotto immessa in ogni bombola vuota e soprattutto tale da risultare altamente affidabile ad intervento automatico e rapido.

Altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di controllo del livello del gas liquido immesso in una bombola strutturato in modo da risultare strutturalmente semplice, rapidamente inseribile all'interno degli attuali tipi di bombole, di sicuro e duraturo funzionamento, nonché di costo molto contenuto.

Ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di controllo del tipo sopra specificato, concepito in modo da poter essere realizzato con materiali comuni, di facile reperibilità e con tecniche produttive semplici e non onerose.

Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente potranno essere evidenziati dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da un dispositivo meccanico per il controllo del livello di riempimento di bombole e simili con gas liquidi in genere mantenuti sotto elevata pressione, il quale dispositivo è costituito, secondo il presente trovato, da un corpo tubolare alimentatore rettilineo, coassialmente ancorato al bocchello centrale della bombola e diretto all'interno di questa, la cui estremità superiore è collegata, con interposizione di una usuale valvola di intercettazione, con il bocchello di raccordo previsto sia per l'alimentazione del gas nella bombola che per l'invio dello stesso all'apparecchio utilizzatore, alla estremità inferiore di detto elemento tubolare essendo previste delle aperture laterali comunicanti con l'interno della bombola e, frontalmente, una membrana o diaframma di chiusura, in materiale elasticamente cedevole e centralmente provvista di almeno un foro passante, detta membrana essendo perifericamente bloccata tra il bordo della estremità di detto elemento tubolare e un tappo di contrasto, racchiuso in un corpo cavo coassialmente ancorato a detto elemento tubolare alimentatore e superiormente provvisto di una cavità sostanzialmente tronco-conica atta a consentire a detta membrana di deformarsi corrispondentemente per mettere in comunicazione diretta l'estremità libera del corpo tubolare alimentatore con le aperture laterali dello stesso, detto tappo presentando una cavità tubolare coassiale al foro di detta membrana e sfociante in una camera centralmente alla quale è posizionatocon gioco e guidato un corpo otturatore, assialmente mobile tramite un'asta associata ad un dispositivo galleggiante, in modo da consentire, durante il riempimento della bombola, alla membrana di deformarsi sotto la pressione del gas alimentato, facendolo defluire prevalentemente nell'interno della bombola e, in piccole quantità, attraverso i fori della membrana e della cavità di detto tappo, e da consentire poi, a livello raggiunto, al galleggiante di spingere detto otturatore in chiusura sulla estremità della cavità del tappo, così da permettere a detta membrana di riportarsi in chiusura stabile sull'estremità dell'elemento alimentatore per effetto della contropressione generata dal gas agente su aree diverse delle due opposte facce della membrana.

Più particolarmente, in testa a detto otturatore traslabile tramite spostamento di detto galleggiante è posizionato un elemento di tenuta, sostanzialmente una guarnizione piana atta a chiudere a tenuta l'estremità inferiore della cavità tubolare di detto tappo.

Inoltre, detto otturatore è costituito da un corpo cilindrico perifericamente dentato in senso longitudinale, in modo da assumere la forma di un rocchetto presentante le estremità dei suoi denti guidati a contatto con la superficie interna della camera di guida solidale a detto tappo, detta dentatura consentendo il deflusso del gas emesso attraverso la cavità tubolare dello stesso tappo.

Inoltre ancora, detta asta solidale all'otturatore è inferiormente incernierata ad un elemento astiforme portante, ad un estremo, un corpo galleggiante e, all'estremità opposta, un contrappeso regolabile.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno più chiaramente dalla seguente dettagliata descrizione, fatta con riferimento alle allegate tavole di disegno, date a solo titolo indicativo e non limitativo, nelle quali:

la figura 1 mostra, in forma esplosa, il complesso degli elementi strutturali che compongono il dispositivo di controllo oggetto del presente trovato;

la figura 2 mostra un dispositivo di controllo del livello del gas entro una bombola, illustrato in forma assemblata;

le figure 3 e 4 mostrano in sezione assiale, il dispositivo di figura 2, illustrato, rispettivamente, in posizione di carico di una bombola e in quella di chiusura, a livello raggiunto;

la figura 5 mostra una sezione secondo la linea V-V di figura 4, mentre

la figura 6 mostra una vista dal fondo, secondo la freccia F, del dispositivo delle figure precedenti.

Con riferimento a dette figure, il dispositivo di controllo del livello di riempimento di una usuale bombola 1 (figura 2) è in sostanza costituito da un corpo tubolare rettilineo 2, coassialmente ancorato al bocchello 1a della bombola tramite un tappo a vite 1b; la sua estremità superiore è collegata idraulicamente, con interposizione di una usuale valvola intercettatrice 3, al raccordo tubolare 4 previsto normalmente per l'alimentazione del gas liquido nella bombola e per il collegamento all'apparecchio utilizzatore.

Il corpo tubolare 2, interno alla bombola, termina inferiormente con un primo allargamento cilindrico 2a, sostanzialmente un tratto di manicotto tale da consentire la creazione di una camera anulare 2b, coassiale al tubo 2; detto primo allargamento prosegue poi con un secondo allargamento 2c, maggiore del primo, la cui funzione sarà chiarita in seguito.

Nella parete cilindrica del primo allargamento 2a sono ricavate delle ampie aperture passanti 5, che pongono in comunicazione la camera anulare 2b con l'interno della bombola 1, mentre per la chiusura-apertura delle estremità del tubo di alimentazione 2 e della camera anulare 2b è prevista una membrana discoidale 6, in materiale elasticamente cedevole, provvista di un foro centrale 6a di piccolo diametro. Detta membrana 6 è perifericamente bloccata tra una nicchia anulare, ricavata entro la superficie interna dell'allargamento 2c, e un sottostante tappo 7 il quale è bloccato all'interno dell'allargamento 2c mediante avvitamento o con semplice ribattitura del bordo 2d dello stesso allargamento tubolare entro il corpo del tappo (figure 3-4).

La faccia superiore del tappo 7 è incavata in modo da presentare una cavità 8 sostanzialmente di forma tronco-conica, con svasatura 8a coassiale al foro centrale 6a della membrana flessibile. Lo stesso tappo 7 è poi racchiuso entro un manicotto tubolare 9 e a questo stabilmente agganciato mediante ribattitura del bordo 9b dello stesso manicotto (figure 3 e 4); inoltre in esso è ricavato un condotto tubolare 10, di piccolo diametro e posizionato in asse con il foro 6a della membrana e con lo stesso corpo tubolare alimentatore 2.

Tra la superficie di fondo 7a del tappo 7 e la parete di fondo 9a del manicotto 9 risulta definita una camera cilindrica 10 entro la quale è montato assialmente traslabile un corpo otturatore 11 sagomato a rocchetto o pignone dentato (figura 1) ove le estremità 11a dei singoli denti sono destinate a traslare entro la camera 10, mantenendo l'otturatore assialmente guidato nella stessa camera.

All'otturatore 11 è poi superiormente associata una guarnizione discoidale 12 atta a chiudere a tenuta l'estremità del condotto 10; inoltre allo stesso otturatore è associata una asta 13 di comando, mentre nel fondo 9a della camera 10 sono ricavate delle aperture 14 atte a mettere in comunicazione la camera 10 con l'interno della bombola.

All'estremità libera dell'asta 13 è previsto un gancio 13a (figura 1) destinato ad essere agganciato, con libertà di rotazione, in un foro 15a ricavato nella zona centrale di un elemento astiforme 15 portante, ad una estremità, un corpo galleggiante 16, e all'estremità opposta, un contrappeso regolabile 17.

L'elemento astiforme 15 è poi provvisto di perni contrapposti 18-18a liberamente girevoli entro un supporto a forcella 19 stabilmente ancorato al manicotto 9 tramite un corpo semitubolare 19a.

Il funzionamento del dispositivo di controllo del livello come sopra descritto può essere riassunto nei seguenti termini.

Dopo ancoraggio del tubo alimentatore 2 al gruppo valvolare di una bombola vuota 1 per gas liquidi, il gas sotto pressione introdotto nel tubo 2 attraverso il raccordo esterno 4 spinge la membrana flessibile verso il basso facendola aderire alla superficie tronco-conica del tappo fisso 7; la deformazione della membrana, come illustrato in figura 3, comporta il distacco della sua parte periferica dal bordo dell'estremità del tubo 2, come indicato dalle frecce F1-F2 della stessa figura 3, per cui il gas risale nella intercapedine anulare 2b e fuoriesce dalle aperture 5, distribuendosi all'interno della bombola. Contemporaneamente, lo stesso flusso di gas attraversa il foro centrale 6a della membrana e, attraverso il condotto 10 del tappo 7, entra nella camera 10 e poi, percorrendo gli spazi fra i denti dell'otturatore 11 giunge sul fondo 9a della stessa camera e, attraverso i fori 14, entro la bombola.

Quando il livello del gas raggiunge il valore prestabilito, ad esempio il livello indicato con 20 in figura 2, il galleggiante 16 si è spostato nella posizione tratteggiata con 16a in figura 2 e, al termine della sua corsa, l'asta 13 ha spostato l'otturatore 11 fino contro la base del tappo 7, chiudendo così il condotto 10 mediante contatto della guarnizione discoidale 12 contro l'apertura inferiore del condotto 10.

A seguito della chiusura del condotto 10, il gas proveniente dal condotto di alimentazione continua a premere sopra la membrana 2 e a premere anche sotto la stessa membrana in quanto il suo foro 6a è aperto. Ma poiché la sezione del tubo alimentatore 2 interessa una area della membrana che è inferiore all'area sottostante della stessa membrana che pure è sottoposta alla stessa pressione di quella agente superiormente, la membrana viene sottoposta ad una contropressione che la riporta automaticamente in posizione di chiusura contro il tubo alimentatore 2 e la mantiene stabilmente in tale posizione. A questo punto il gruppo valvolare 3 può essere chiuso e tolto il collegamento del raccordo 4 al condotto di alimentazione.

Al momento dell'utilizzo della bombola da parte di un apparecchio utilizzatore, dopo l'erogazione del gas contenuto nel tubo 2, viene a mancare la pressione sia sopra che sotto la membrana flessibile per cui la pressione del gas contenuto nella bombola e presente nell'intercapedine anulare 2b sposta la membrana verso il sottostante tappo ristabilendo così la continuità dell'erogazione attraverso lo stesso tubo 2, il condotto del tappo e le scanalature fra i denti dell'otturatore fino a svuotamento della bombola. Il ciclo di riempimento fino al livello prestabilito può poi essere ripreso come già detto in precedenza.

Da quanto sopra esposto, risulta raggiunto lo scopo di poter controllare il livello del gas con accuratezza, eliminando gli svantaggi dovuti alle inevitabili differenze di riempimento che si riscontrano quando il riempimento viene effettuato con i sistemi noti.

Ovviamente, al trovato come sopra descritto ed illustrato, possono in pratica essere apportate modifiche e varianti strutturalmente e funzionalmente equivalenti, come pure nei materiali impiegati, senza uscire dall'ambito di protezione del trovato stesso.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo meccanico per il controllo del livello di riempimento di bombole e simili con gas liquidi sotto pressione, caratterizzato dal fatto che è costituito da un corpo alimentatore tubolare, coassialmente ancorato al bocchello centrale della bombola e diretto all'interno di questa, la cui estremità superiore è collegata, con interposizione di una usuale valvola di intercettazione, con il bocchello di raccordo previsto sia per l'alimentazione del gas nella bombola che per l'invio dello stesso all'apparecchio utilizzatore, alla estremità inferiore di detto elemento tubolare essendo previste delle aperture laterali comunicanti con l'interno della bombola e, frontalmente, una membrana o diaframma di chiusura, in materiale elasticamente cedevole e centralmente provvista di almeno un foro passante, detta membrana essendo perifericamente bloccata tra il bordo della estremità di detto elemento tubolare e un tappo di contrasto, racchiuso in un corpo cavo coassialmente ancorato a detto elemento tubolare alimentatore e superiormente provvisto di una cavità sostanzialmente tronco-conica atta a consentire a detta membrana di deformarsi corrispondentemente per mettere in comunicazione diretta l'estremità libera del corpo tubolare alimentatore con le aperture laterali dello stesso, detto tappo presentando una cavità tubolare coassiale al foro di detta membrana e sfociante in una camera centralmente alla quale è posizionato con gioco e guidato un corpo otturatore, assialmente mobile tramite un'asta associata ad un dispositivo galleggiante in modo da consentire, durante il riempimento della bombola, alla membrana di deformarsi sotto la pressione del gas alimentato, facendolo defluire prevalentemente nell'interno della bombola e, in piccole quantità, attraverso i fori della membrana e della cavità di detto tappo, e da consentire poi, a livello raggiunto, al galleggiante di spingere detto otturatore in chiusura sulla estremità della cavità del tappo, così da permettere a detta membrana di riportarsi in chiusura stabile sull'estremità dell'elemento alimentatore per effetto della contropressione generata dal gas agente su aree diverse delle due opposte facce della membrana.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in testa a detto otturatore è posizionato un elemento di tenuta, sostanzialmente una guarnizione discoidale, atta a chiudere a tenuta l'uscita della cavità tubolare di detto tappo.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto otturatore è costituito da un corpo cilindrico perifericamente dentato in senso longitudinale, in modo da presentare i suoi denti a contatto con la superficie interna della camera di guida solidale al tappo, gli spazi fra i vari denti consentendo il deflusso del gas emesso attraverso la cavità tubolare di detto tappo.
4. 4. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta asta, solidale all'otturatore, è inferiormente incernierata ad un elemento astiforme oscillante intorno a detto incernieramento e portante, ad una estremità un corpo galleggiante e, all’estremità opposta un contrappeso regolabile.
5. 5. Dispositivo di controllo del livello di riempimento di bombole per gas liquidi e simili, caratterizzato dal fatto che è realizzato per gli scopi e gli impieghi sopra specificati secondo quanto descritto illustra· to e rivendicato