ITMI971638A1

ITMI971638A1 - Dispositivo del tipo a galleggiante per il controllo del livello di riempimento di bombole o simili con gas liquefatti

Info

Publication number: ITMI971638A1
Application number: IT97MI001638A
Authority: IT
Inventors: Carlo Cavagna
Original assignee: Pergola Srl
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-01-09
Also published as: IT1293315B1; AU7503698A; CA2233529A1; CA2233529C; ITMI971638A0; US5921272A

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo meccanico 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 generalmente 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 80-85% della capacità effettiva della bombola. Se il livello massimo di riempimento previsto viene suparato, si può determinare, aumentando la temperatura esterna, una condizione di pericolo in quanto la massa del liquido aumenta e la pressione interna al contenitore può superare i valori di resistenza previsti.

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 abbiano 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, rispetto alla capacità della bombola, per ovvie ragioni soprattutto di sicurezza.

Scopo quindi 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 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 un'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, all'estremità inferiore di detto elemento tubolare essendo previste delle aperture laterali canaliformi 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 anulare dell'estremità di detto elemento tubolare ed un corpo cilindrico cavo, coassialmente ancorato a detto elemento tubolare alimentatore e superiormente provvisto di una svasatura anulare 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 corpo cavo presentando la propria 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 per contatto con una camma 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 sia della membrana che della cavità di detto corpo cavo, e da consentire poi, a livello raggiunto, al galleggiante ed alla camma ad esso associata di permettere a detto otturatore di posizionarsi in chiusura sull'estremità delia cavità del corpo cavo, 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 detto otturatore è costituito da un corpo cilindrico guidato perifericamente da sporgenze ricavate in senso longitudinale sul corpo cavo stesso, in modo da consentire il deflusso del gas emesso dal foro centrale della membrana attraverso la cavità tubolare dello stesso corpo cavo.

Inoltre ancora, la parte terminale dell'otturatore è inferiormente guidata sempre nel corpo cavo e presenta delle scanalature finalizzate a consentire il deflusso del gas quando l'otturatore è mantenuto sollevato, rispetto alla sede di tenuta, dalla camma azionata.

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 ed in sezione, il complesso degli elementi strutturali che compongono il dispositivo di controllo oggetto del presente trovato;

la figura la mostra, in vista dall'alto, il solo elemento a forma di corpo cavo di cui alla figura 1;

le figure 2 e 2a mostrano, in vista laterale, il dispositivo di controllo del livello del gas entro una bombola, illustrato rispettivamente, in forma assemblata e in posizione di carico e in forma assemblata ma in posizione di chiusura;

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

Con riferimento a dette figure, il dispositivo di controllo del livello di riempimento di un'usuale bombola 1 (figura 2) è in sostanza costituito da un corpo tubolare rettilineo 2, coassialmente ancorato al bocchello la della bombola 1 tramite un raccordo filettato 1b o mezzo idoneo, la sua estremità superiore è collegata con interposizione di un'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 (figure 2-2a).

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 (figure 3 e 4); detto primo allargamento 2a 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, sostanzialmente delle scanalature, 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. Detto foro 6a può, ad esempio, presentare una sezione tronco-conica con base minore rivolta verso il tubo 2. Detta membrana 6 è perifericamente bloccata tra una nicchia anulare, ricavata entro la superficie interna dell'allargamento 2c, e il bordo 2d di un corpo cilindrico cavo 7 sottostante, il quale è reso solidale con il corpo tubolare 2 mediante saldatura o altri mezzi idonei.

La faccia superiore del corpo cavo 7 è incavata in modo da presentare una prima cavità 8 con sede per una rondella 8a coassiale al foro centrale 6a della membrana flessibile 6. Tra la faccia sottostante di detta rondella 8a e la parte cava inferiore del corpo cavo 7 risulta definita una camera cilindrica 10, provvista di nervature assiali 9 su cui appoggia detta rondella 8a; entro detta camera cilindrica 10 è montato assialmente traslabile un corpo otturatore 11, provvisto inferiormente di un gambo 11a su cui sono ricavate delle nervature equidistanziate 11b. Dette nervature 9, oltre a guidare l'otturatore, consentono anche il passaggio del fluido, proveniente dal foro 6a della membrana (figura 3), attraverso il restrin gimento 10a della camera cilindrica 10, durante il carico della bombola come indicato dalle frecce F1 e F2 di figura 3.

Con il gambo 11a dell'otturatore 11 coopera una camma 12, collegata con un galleggiante 13 per mezzo di un'asta 14 e con il corpo cavo 7 tramite un perno 15 che ne consente la rotazione secondo la posizione assunta dal galleggiante 13 in relazione al livello del liquido interno alla bombola. Il perno 15 è supportato da un tratto a forcella 16 solidale alla parte inferiore del corpo cavo 7.

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 6 verso il basso nello spazio limitato dalla rondella 8a montata nel corpo cavo 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 nell'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, anche i condotti 10 e 10a. L'ingresso del flusso di gas nella bombola è consentito dalla posizione della camma che con la sua parte sporgente 12a mantiene l'otturatore 11 in posizione aperta, cioè arretrata nel corpo cavo 7.

Quando il livello del gas raggiunge il valore prestabilito, ad esempio il livello indicato con 20 in figura 2a, il galleggiante 13 si è spostato nella posizione indicata in figura 2a e, al termine della sua corsa, l'asta 14 ha spostato la camma 12 in posizione tale da consentire l'abbassamento dell'otturatore 11 il quale con la sua base provvede a chiudere il condotto 10a mediante contatto contro l'apertura inferiore del corpo cavo 7.

A seguito della chiusura del condotto 10a, il gas proveniente dal condotto di alimentazione con pressione superiore rispetto alla pressione interna alla bombola, si accumula all'interno delle camere 8 e 10 e preme sopra e sotto la membrana 6 in quanto il suo foro 6a è aperto. Ma poiché la sezione del tubo alimentatore 2 interessa un'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. La chiusura, non ermetica, ottenuta dall'otturatore 11 mediante il contatto contro l'apertura inferiore del condotto 10a permette, dopo la chiusura del gruppo valvolare 3, di ripristinare rapidamente un equilibrio tra la pressione esistente nella bombola e quella agente sulla membrana 6.

Il foro 6a previsto sulla membrana 6 permette l'erogazione del gas contenuto nella bombola in quantità sufficiente per alimentare le apparecchiature di utilizzazione fino all'esaurimento del contenuto.

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

RIVENDICAZONI 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, all'estremità inferiore di detto elemento tubolare essendo previste delle aperture laterali, sostanzialmente delle scanalature, 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 dell'estremità di detto elemento tubolare e un corpo cavo coassialmente ancorato a detto elemento tubolare alimentatore e superiormente provvisto di una cavità 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 corpo cavo presentando una prima cavità tubolare coassiale al foro di detta membrana e sfociante in una camera cilindrica centralmente alla quale è posizionato con gioco e guidato un corpo otturatore, assialmente mobile tramite una camma associata ad un dispositivo galleggiante, in modo da consentire, durante il riempimento della bombola, alla membrana di deformarsi sorto la pressione del gas alimentato, facendolo defluire prevalentemente nell'interno della bombola e, in piccole quantità, attraverso i fori sia della membrana che della cavità di detto corpo otturatore, e da consentire poi, a livello raggiunto, alla camma di permettere il posizionamento di detto otturatore in chiusura sull'estremità della cavità cilindrica del corpo cavo, così da consentire a detta membrana di riportarsi in chiusura stabile sul'estremità dell'elemento alimentatore per effetto della contropressione generata dal gas agente su aree diverse delle due opposte facce della membrana.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che all'interno di detto corpo cavo sono previste delle sporgenze longitudinali atte a guidare detto otturatore e consentire il deflusso del gas emesso attraverso la cavità tubolare di detto corpo cavo.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto otturatore è costituito da un corpo cilindrico perifericamente scanalato, nella parte finale, in senso longitudinale, in modo da consentire la guida dello stesso ed il deflusso del gas emesso attraverso la cavità tubolare di detto corpo cavo.
4. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dalfatto che detta camma che permétte lo spostamento assiale di detto otturatore è inferiormente incernierata ad un elemento a forcella solidale al corpo cavo e collegata, ad un'estremità, con un corpo galleggiante .
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, illustrato e rivendicato.