ITMI972012A1 - Valvola a membrana azionata da fluido - Google Patents

Description

Valvola a membrana azionata da fluido"

L'invenzione concerne una valvola a membrana azionata da fluido, in cui entro un corpo cavo è disposta almeno una sede valvolare circolare che è azionabile da un elemento di azionamento a guisa di membrana in apertura dalla sede valvolare o in chiusura sulla stessa , secondo la parte classificante della rivendicazione 1.

Valvole di questo tipo vengono indicate come valvole a membrana, in quanto l'elemento valvolare vero e proprio è una membrana flessibile. Detto più precisamente, questa valvole sono indicate come valvole con sede e membrana. Sulla base del fatto che l'elemento valvolare è una membrana, valvole di questo tipo per natura sono di una struttura piatta. Frequentemente entro valvole di questo tipo sono sistemate più sedi valvolari e conseguentemente anche più membrane. Queste o possono essere azionabili singole e quindi sono componenti singolarizzati o però essere anche fra loro collegate in un solo pezzo. Questo dipende dal fatto quale funzione di valvola a vie è desiderata. Per ottenere una corrispondente funzione di valvola, quindi nella maggior parte dei casi sono necessarie due sedi valvolari, sulle quali poi sono azionabili anche due membrane o due tratti di membrana. Cosi per via del diametro anche necessariamente grande delle sedi valvolari risultano anche dimensioni corrispondentemente larghe. Dal brevetto svizzero CH 606-878 A5 risulta una valvola a membrana azionata da fluido secondo questo genere, in cui una membrana anulare, a forma troncoconica serve alla introduzione di un flusso di fluido che fluisce lungo un lato della membrana. Sul lato posteriore opposto della membrana questa è azionabile dal fluido attraverso una camera di comando. Con questa forma costruttiva è eseguibile soltanto la funzione di una valvola a 2/2 vie. L'intero lato posteriore della membz’ana è assunto quindi dalla camera di comando.

Dalla pubblicazione giapponese JP 62-127.883 (A) è nota una valvola a membrana azionata da fluido, in cui più attacchi di fluido sono fra loro collegabili. La membrana a tale scopo impiegata come elemento di azionamento è associata però parimenti sul suo intero lato posteriore ad una camera di comando. Poiché perciò per la realizzazione di una funzione di una valvola a più vie sono necessarie anche più camere di comando con le appartenenti membrane, questa forma costruttiva è molto onerosa.

L’invenzione si prefigge quindi lo scopo di modificare in una valvola a membrana la forma costruttiva a riguardo delle sedi valvolari e della membrana in modo che la valvola non possa essere soltanto conformata a struttura piatta, ma anche corta e notevolmente più compatta.

Lo scopo prefisso viene raggiunto in una valvola a membrana di questo genere secondo l'invenzione dalle caratteristiche della parte caratterizzante della rivendicazione 1. Ulteriori conformazioni vantaggiose dell’invenzione sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti. Sono rappresentati in particolare serraggi della membrana di diverso tipo secondo l'invenzione. L'idea fondamentale dell'invenzione consiste nel fatto che concentricamente attorno alle sedi valvolari interne è disposto un primo serraggio della membrana a guisa di una sede valvolare da entrambi i lati della membrana. Conseguentemente ora è possibile impiegare come elemento di azionamento soltanto un'unica membrana. Questa membrana non richiede neanche più alcun accoppiamento a punteria di qualsiasi tipo, ma la membrana viene in se corrispondentemente bombata, il che viene comportato sulla base delle distanze differenti degli spigoli di tenuta del serraggio doppio della membrana, estendentesi concentricamente con la sede valvolare interna e da quello estendentesi concentricamente con quest'ultima. E' da aggiungere che la membrana viene leggermente compressa a riguardo delle sue dimensioni geometriche con relazione al serraggio del corpo cavo nella zona di bordo. In una ulteriore conformazione dell'invenzione la membrana è conformata ispessita nella zona di bordo in una versione di conformazione e è così serrata in un sottosquadro del corpo cavo. Questo vuol dire, la membrana è conformemente serrata in questa versione di conformazione sull'intero perimetro. Il corpo valvolare presenta nella prossimità del suo serraggio della membrana parimenti in modo rotazionalmente simmetrico e ad andamento concentrico con le sedi valvolari, viste in sezione trasversale, due superfici a calotta perimetrali fra loro contrapposte, rotazionalmente simmetriche in cui con azionamento corrispondente può inserirsi bombata la membrana. Per via della concavità di queste superfici a calotta in fin dei conti viene applicata una forza di leva, osservata nella sezione trasversale rispetto alla membrana, su questa. Fra la superficie a calotta e la sede valvolare interna si trova il detto secondo serraggio concentrico della membrana. Ivi si trova anche il centro di rotazione o rispettivamente la linea dei centri di rotazione della membrana, con riferimento al descritto effetto di leva. Questo comporta una trasmissione di forza alla membrana in una corrispondente realizzazione della bombatura in modo che questa si disponga in maniera corrispondente sulle sedi valvolari. Il serraggio fisso del bordo della membrana nella maniera rappresentata è una prima forma di realizzazione dell'invenzione. Una seconda forma di conformazione dell'invenzione consiste nel fatto che la membrana presenta nella zona di bordo due labbra di tenuta perimetrali e non è serrata stazionariamente nella zona di bordo, ma è disposta spostabilmente lungo una bussola che si estende parimenti concentricamente con sede valvolare all'esterno. Sia nella prima forma di realizzazione con le superficie a calotta sia anche nella seconda forma di realizzazione con le labbra di tenuta per via della rispettiva guida della membrana sul serraggio della membrana ad entrambi i lati a guisa di una sede valvolare anteriormente e posteriormente si formano camere sotto pressione che bombano con una corrispondente alimentazione di pressione in maniera corrispondente la membrana e la azionano in questa maniera. Brevemente detto, 1'azionamento non ha più luogo attraverso una corsa di un elemento di azionamento rigido, ma attraverso la corrispondente alimentazione di pressione della membrana, per cui risulta una bombatura che a sua volta comporta un rispettivo appoggio o sollevamento sulla o rispettivamente dalla detta sede valvolare concentrica.

La membrana è rinforzata per mezzo di un inserto. In questa maniera diventa solo possibile la trasmissione della forza dalla zona di comando esterna alla zona di tenuta interna. E' vantaggioso che questo inserto sia realizzato chiuso a forma anulare nella zona del serraggio e nella zona delle sedi valvolari. Con altre parole questo vuol dire che la membrana con l'azionamento non viene bombata lungo il diametro pieno, ma che attorno alle linee di serraggio della membrana, nel disegno che segue, caratterizzate dai numeri di riferimento 3 e 4, in questa zona viene formata una leva rigida (in vista in sezione), però questa stessa è capace di bombarsi nella zona del centro della membrana.

L'invenzione è rappresentata nel disegno e sarà ulteriormente descritta qui di seguito:

La raffigurazione mostra una valvola a membrana del tipo secondo l'invenzione che è rappresentato nella sezione trasversale. L'asse di simmetria è riferito agli elementi più importanti e deve indicare che la disposizione è disposta in modo rotazionalmente simmetrico attorno allo stesso. Questo vuol dire che la sede valvolare 1, 2 e i serraggi 3, 4 della membrana sono concentrici e sul perimetro esterno sono disposte le rispettive camere di comando P per l'azionamento della bombatura della membrana 10. Non soltanto la o rispettivamente entrambe le sedi valvolari 1, 2, contrapposte su entrambi i lati della membrana, sono circolari, ma anche le camere sotto pressione in formazione sono toroidali, cioè esse si estendono in modo rotazionalmente simmetrico attorno all'asse di simmetria di rotazione qui rappresentato.

Il disegno rappresentato mostra però non soltanto un esempio di realizzazione dell'invenzione, ma entrambe le forme di conformazione possibili della membrana. Nella metà sinistra della Figura è rappresentato come la membrana si fa vedere secondo la prima versione di conformazione, cioè con un serraggio fisso sul bordo. La metà destra della Figura mostra la membrana 10 con un serraggio spostabile libero dal bordo, in cui sono però necessarie e previste labbra di tenuta 12. Inoltre là metà sinistra della Figura di fronte alla metà destra della Figura mostra un'altra posizione di comando. Nella prima versione di conformazione la metà sinistra della Figura dovrebbe essere ruotata in modo rotazionalmente simmetrico attorno all'asse di rotazione in modo che nel caso della membrana rappresentata nella metà sinistra della Figura e con la posizione di comando ivi anche rappresentata la membrana sia bombata verso il basso; e la metà destra della Figura sarebbe da integrare in modo rotazionalmente simmetrico con l'impiego della seconda versione di conformazione e nella posizione rispettivamente contrapposta con una membrana bombata verso l'alto. In entrambi i casi le membrane sono quindi piatte circolari chiuse in un materiale irrigidito.

La metà sinistra delle Figura e quindi la prima versione di conformazione dell'invenzione mostra un ispessimento a forma di H 11 nella zona di bordo della membrana 10 che è inserita poi fissata a tenuta in una impressione conformata corrispondentemente complementare o contorno a sottosquadro 11 del corpo cavo 10 allo stato montato. Inoltre vicino al perimetro esterno del corpo cavo le camere di comando ivi previste P presentano un contorno a calotta 11", in cui con una corrispondente alimentazione di fluido la membrana 10 si inserisce fissamente o rispettivamente viene premuta in questa zona. In questa maniera viene in fin dei conti comportata la bombatura o rispettivamente il movimento di inclinazione radiale della membrana e viene realizzata una forza corrispondente della membrana chiudente 10 sulla sede valvolare 1 o 2. In questo caso, rappresentato a sinistra, la camera di comando inferiore è ventilata, la quale infatti per altro è anche separata da quella superiore per mezzo della membrana. In questa maniera viene realizzata una bombatura corrispondente e da ivi la membrana è guidata attraverso la prima fessura a guisa di sede valvolare. Questa è indicata per altro come a guisa di sede valvolare, però la membrana non risiede comandante su di essa, ma è fissamente serrata fra entrambi gli spigoli di tenuta 3, 4. Ivi si trova quasi il centro di rotazione della leva qui agente. L'effetto di leva viene trasmesso cosi alla ulteriore membrana in direzione del centro in modo che la membrana chiuda sullo spigolo vero e proprio 1 o 2 della sede valvolare corrispondentemente la ventilazione R e viene ventilata la camera P del fluido sotto pressione dall'esterno della sede valvolare interna verso la camera del fluido sotto pressione entro la sede valvolare nel condotto operativo A ivi imboccante.

La metà destra della Figura mostra accanto all'altro serraggio della membrana anche la posizione di comando opposta. Con una corrispondente alimentazione della camera di comando superiore e del rispettivo effetto di leva attraverso sede valvolare quasi esterna la membrana 10 viene bombata verso l'alto e la camera, in cui sbocca l'alimentazione fluido sotto pressione P, viene separata dalla camera di fluido sotto pressione sboccante nel condotto operativo. Invece poi sulla sede valvolare inferiore il condotto operativo viene aperto per la ventilazione.

Prescindendo dall'altra posizione secondo la metà destra della Figura, se si tratta di un serraggio fisso del bordo come nella metà sinistra della Figura, la posizione rappresentata a destra viene raggiunta per il fatto che viene ventilata parimenti la camera di comando superiore e che il tratto esterno fra l'incorniciatura di bordo e membrana si dispone nel tratto inferiore della calotta.

La metà destra della Figura mostra inoltre la seconda forma di realizzazione dell'invenzione, in cui non ha luogo alcuna incorniciatura di bordo fissa, ma una spostabile della membrana 10. Necessariamente la membrana contiene poi labbra di tenuta 12 perimetrali nella zona di bordo. La battuta esterna delle camere di comando deve inoltre presentare una superficie senza linee di giunzione 13, ininterrotta passante, lungo la quale possono poi scorrere a tenuta le labbra di tenuta 12. Questo viene effettuato per mezzo di una bussola 14 che è disposta parimenti concentricamente attorno all'asse di simmetria qui rappresentato. Questo comprende lungo il percorso di azionamento una superficie passante esente da linee di giunzione. Questa bussola è necessaria nel caso in cui il corpo cavo è costituito, nella maniera rappresentata, da due parti, cioè da una parte superiore e da una inferiore che realizzano centralmente dopo la composizione lina linea di giunzione.

In una ulteriore conformazione dell'invenzione secondo la Figura parziale della zona di bordo del corpo cavo però anche le parti del corpo cavo possono essere su di esso formate in modo che, nonostante 1'impiego di un corpo cavo in due parti, nella zona di azione della guarnizione esterna della membrana non si formi alcun punto di giunzione. Ciò viene raggiunto per esempio per il fatto che la parte superiore 20" del corpo cavo ha un attacco a chiavetta e la parte inferiore 20" del corpo cavo ha una corrispondente cava e le stesse sono inseribili l'una nell'altra all'atto del montaggio. La chiavetta o rispettivamente il tratto di chiavetta dev'essere formato fintanto che secondo le precedenti posizioni le labbra di tenuta possano scivolare lungo l'intera zona di azione della membrana lungo una superficie esente da giunzioni.

Per altro è da esporre insieme ancora una volta in maniera chiarificatoria che la sede valvolare esterna o rispettivamente gli spigoli di tenuta esterni nella Figura non sono sedi valvolari nel senso tradizionale, in quanto entrambi gli spigoli di tenuta contrapposti appoggiano a tenuta in ogni posizione di comando della membrana sulla stessa. Le vere e proprie sedi valvolari sono quelle fra le camere sotto pressione anulari P e A. Cosi si formano due sedi valvolari che sono contrapposte separate da una distanza. Per via della esposizione verbale semplice della geometria però nel testo precedente è formulato che gli spigoli di tenuta esterni si estendono parimenti anulari e quindi conentrici con le vere e proprie sedi valvolari.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola a membrana azionata da fluido, in cui entro un corpo cavo è disposta almeno una sede valvolare circolare che è azionabile da un elemento di azionamento a guisa di membrana in apertura dalla sede valvolare o in chiusura sulla stessa, caratterizzata dal fatto che almeno una camera di comando (P ), accogliente una zona di bordo di una membrana (10) è disposta concentricamente e separata, per quanto riguarda il fluido, rispetto alle camere del fluido sotto pressione (P, R) nelle quali si trovano centricamente sedi valvolari (1, 2) e attraverso la camera di comando (PST) si agisce sulla membrana (10) in modo che la membrana (10) possa essere chiusa con azionamento a bombatura o con azionamento di inclinazione radiale sulle sedi valvolari (1, 2).
2. 2. Valvola a membrana secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le camere di comando (PST) o rispettivamente la camera di comando (P ), separata per quanto riguarda il fluido sotto pressione dalla membrana (10), sono disposte toroidalmente,attorno alle sedi valvolari (1, 2).
3. 3. Valvola a membrana secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la camera di comando o rispettivamente le camere di comando (Pst) sono suddivise dalla membrana (10) in due camere di fluido sotto pressione.
4. 4. Valvola a membrana secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la membrana (10) è inserita sul bordo esterno e all'esterno della camera di comando o rispettivamente camere di comando (P ) Per mezzo di un attacco in un solo pezzo (11) in una cava (11") ad accoppiamento geometrico, conformata complementare nel corpo valvolare (20).
5. 5. Valvola a membrana secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la membrana (10) presenta sul perimetro esterno almeno un labbro di tenuta (12) e che il bordo di membrana esterno appoggia, spostabilmente a tenuta nella zona di bordo nella camera di comando o rispettivamente camere di comando (PST) suddivendo queste in due camere sotto pressione.
6. 6. Valvola a membrana secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la superficie (13), lungo la quale scorre il detto labbro di tenuta (12) della membrana (10), è conformata in un solo pezzo e senza giunzioni.
7. 7. Valvola a membrana secondo una o più precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che entrambe le sedi valvolari (1, 2) sono disposte contrapposte su differenti lati della membrana.
8. 8. Valvola a membrana secondo una o più precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che concentricamente attorno alle sedi valvolari {1, 2) due spigoli di tenuta (3, 4) vengono disposti distanziati in modo che la membrana (10) si inserisca ivi allo stato montato fissamente e a tenuta e la,zona di membrana poi libera sporga mobilmente nelle camere di comando (PST) in modo che attraverso la sollecitazione della bombatura e il serraggio concentrico (3, 4) della membrana (10) forze di bombatura o le forze di inclinazione radiali possano essere estese fino nella zona delle sedi valvolari da azionare.
9. 9. Valvola a membrana secondo una o più precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che le camere di comando o rispettivamente la camera di comando (PST) nel caso del serraggio fisso di bordo (11, 11") della membrana (10) tratti di superficie a forma di calotta (11") sono previsti nella zona del percorso della corsa di bombatura, in cui con azionamento attraverso le camere di comando (PST) si può inserire la membrana (10) a seconda della direzione di azionamento.
10. 10. Valvola a membrana secondo una o più precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che è prevista una bussola anulare (14) che presenta sulla superficie esterna elementi a denti o di fissaggio, tramite i quali viene tenuto insieme il corpo valvolare (20) costituito per esempio da metà di corpo.
11. 11. Valvola a membrana secondo una o più precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che la membrana è dimensionata nel suo diametro in modo che essa, con una circa metà corsa, riceva una compressione, per via della quale si forma un effetto di scatto in modo che essa rimanga nella sua rispettiva posizione terminale e venga premuta con un leggero precarico sulle sedi valvolari (1, 2).