ITMO20010105A1 - Valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: "VALVOLA A MEMBRANA AD AZIONAMENTO PNEUMATICO PER CONDOTTI DI DERIVAZIONE DI UN FLUIDO".

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto una valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido.

Nel settore agricolo sono note macchine irroratrici usate per la distribuzione di prodotti fluidi per trattamenti erbicidi, anticrittogamici, insetticidi o simili.

Le irroratrici sono essenzialmente costituite da un telaio che supporta un serbatoio del fluido che è associato ad un gruppo pompante che alimenta una o più barre irroratrici adibite alla distribuzione del fluido: le irroratrici vengono fissate o trainate da un trattore che percorre la coltura da trattare.

Le barre irroratrici - orizzontali per colture erbacee, verticali o ad arco per colture arboree - sono costituite da un’intelaiatura portante che è associata al suddetto telaio ed alla quale sono fissate tubazioni di trasporto del fluido alimentate dal gruppo pompante con l’interposizione di valvole di comando e di regolazione della portata.

Lungo le tubazioni è montata una pluralità di gruppi di derivazione ed erogazione del fluido ciascuno dei quali è provvisto di una rispettiva valvola di chiusura avente le funzioni di aprirlo e chiuderlo e di impedire il gocciolamento del fluido nel caso in cui esso sia chiuso.

In particolare, ciascun gruppo di derivazione è costituito da un condotto esterno e da un condotto interno, tra loro coassiali, fra i quali rimane definita un'intercapedine.

Ad una prima estremità il condotto esterno è raccordato alla tubazione di trasporto dalla quale riceve il fluido, mentre il condotto interno è collegato a mezzi di erogazione del fluido costituiti, ad esempio, da uno o più ugelli di nebulizzazione.

All’estremità contrapposta i due condotti, esterno ed interno, sono tra loro comunicanti ed associati alla valvola di chiusura. La valvola di chiusura è essenzialmente costituita da un elemento di occlusione alternativamente atto ad assumere una configurazione di apertura, in cui il fluido passa dal condotto esterno a quello interno e raggiunge gli ugelli di nebulizzazione, e una configurazione di chiusura, in cui i due condotti vengono tra loro isolati cosicché il fluido non raggiunge gli ugelli.

Sono note valvole a molla, aventi sostanzialmente funzione di antigocciolamento, che sono costituite da una membrana discoidale mantenuta premuta contro le estremità dei condotti da una molla di compressione precaricata.

Il fluido immesso nell’intercapedine fra i due condotti esercita sulla membrana una pressione tale da vincere la resistenza della molla ed allontanare così la membrana ponendo in comunicazione il condotto esterno con quello interno.

Tali valvole sono direttamente azionate dal fluido; in alternativa ad esse sono note valvole a pistone ad azionamento pneumatico, del tipo normalmente aperte o normalmente chiuse, costituite da un cilindro nel quale è alloggiato scorrevole di moto rettilineo alternato un pistone munito in testa di un otturatore del condotto interno del gruppo di derivazione.

Sotto l’azione di un flusso di aria compressa il pistone viene fatto alternativamente scorrere fra la configurazione di apertura, in cui l’otturatore è estratto dal condotto interno che comunica così con quello esterno, e la configurazione di chiusura, in cui l’otturatore è protratto nel condotto interno occludendolo ed impedendo il passaggio del fluido proveniente dal condotto esterno.

Svantaggiosamente le suddette valvole a pistone hanno alcuni inconvenienti fra i quali va ricordato il fatto che sull’otturatore si formano incrostazioni di fluido che riducono l’efficienza delle valvole stesse e che pertanto devono essere periodicamente eliminate.

Ciò costringe ad eseguire frequenti interventi di manutenzione e di pulizia che, richiedendo lo smontaggio e il rimontaggio delle valvole, sono alquanto lunghi e laboriosi.

In alternativa sono note valvole a membrana ad azionamento pneumatico, del tipo normalmente aperte o normalmente chiuse, che sono costituite da un cilindro all’interno del quale è montato scorrevole di moto rettilineo alternato uno stantuffo la cui testa spinge una membrana discoidale di chiusura delle estremità dei condotti, esterno ed interno, del gruppo di derivazione.

Un flusso di aria compressa muove lo stantuffo fra la configurazione di apertura, in cui la membrana è allontanata e i due condotti sono comunicanti, e la configurazione di chiusura in cui la membrana è mantenuta premuta contro i due condotti impedendone la comunicazione.

Le valvole a membrana normalmente aperte, del tipo sopra descritto, presentano una molla di reazione che, in assenza di un flusso d’aria, mantiene lo stantuffo in configurazione di apertura del gruppo di derivazione e l'aria viene immessa per portarlo in configurazione di chiusura.

Viceversa nelle valvole a membrana normalmente chiuse, è presente una molla di reazione che, in assenza di un flusso d’aria, mantiene lo stantuffo in configurazione di chiusura del gruppo di derivazione e l'aria viene immessa per portarlo in configurazione di apertura.

Le valvole normalmente chiuse offrono maggiori garanzie di sicurezza nel caso di erroneo o mancato funzionamento dell'impianto pneumatico.

Tuttavia anche le suddette valvole a membrana presentano alcuni svantaggiosi inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che, nel passaggio dalla configurazione aperta a quella chiusa, la membrana urta e sbatte reiteratamente contro l’estremità del condotto interno, usurandosi e lesionandosi fino a giungere, alquanto rapidamente, a rottura.

Ciò comporta indesiderate perdite di fluido e la necessità di frequenti sostituzioni della membrana con conseguente aumento dei tempi e dei costi di manutenzione.

Si fa inoltre notare che tale inconveniente si manifesta più frequentemente nel caso delle valvole normalmente chiuse. Compito precipuo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopralamentati delle valvole di chiusura di tipo noto escogitando una valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido, che consenta di evitare che la membrana subisca urti e bruschi impatti e di limitare le lesioni e le rotture subite dalla membrana stessa, garantendo così la tenuta del fluido e riducendo il numero di interventi di manutenzione e di sostituzione con conseguente risparmio di tempi e di costi.

Neirambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato è quello di assolvere i compiti precedenti con una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto.

Questo compito e questi scopi vengono tutti raggiunti dalla presente valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido, del tipo comprendente un cilindro internamente cavo che è associabile ad un’estremità di detto condotto ad esso sostanzialmente coassiale ed al cui interno è alloggiato scorrevole di moto rettilineo alternato uno stantuffo che ha la testa atta ad interagire con una membrana discoidale di occlusione di detta estremità del condotto e che è azionato pneumaticamente fra una configurazione di chiusura, o apertura, e una configurazione di apertura, o chiusura, di detta estremità, caratterizzata dal fatto che all’interno di detto cilindro è definito almeno un riscontro d’arresto della corsa di detto stantuffo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista prospettica schematica di un condotto di derivazione di un fluido provvisto di una valvola secondo il trovato ed alimentante un gruppo di erogazione;

la figura 2 è una vista in esploso di figura 1 ;

la figura 3 è una sezione longitudinale schematica della valvola di figura 1 in configurazione di chiusura del condotto di derivazione;

la figura 4 è una sezione longitudinale schematica della valvola di figura 1 in configurazione di apertura del condotto di derivazione.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 una valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti 2 di derivazione di un fluido, particolarmente del tipo dei trattamenti erbicidi, anticrittogamici, insetticidi o simili distribuiti su colture erbacee o arboree da irroratrici agricole.

Le irroratrici, non raffigurate essendo di tipo convenzionalmente noto, comprendono essenzialmente un telaio di supporto di un serbatoio del fluido che alimenta una o più barre irroratrici, orizzontali o verticali, costituite da un’intelaiatura portante alla quale sono fissate tubazioni 3 di trasporto provviste di valvole di comando e di regolazione della portata.

Lungo le tubazioni 3 è distribuita una pluralità di condotti 2 di derivazione che alimentano il fluido in rispettivi gruppi 4 di erogazione e che sono provvisti di una rispettiva valvola 1 di apertura e chiusura.

Ciascun condotto 2 è costituito da un condotto esterno 5 e da un condotto interno 6, tra loro coassiali, fra i quali rimane definita un’intercapedine 7.

Il condotto 2 ha una prima estremità 2a chiusa ed in prossimità della quale il condotto esterno 5, e quindi l'intercapedine 7, è collegato alla tubazione 3 mediante un raccordo 8 di ingresso, mentre il condotto interno 6 comunica mediante un foro 9 con un condotto di alimentazione 10 del gruppo 4.

Il condotto 2 di derivazione ha la seconda estremità 2b aperta alla quale è associata la valvola 1.

La valvola 1 comprende un cilindro 11 , internamente cavo, che è disposto coassiale al condotto 2 e che ha un’estremità 11 a vincolabile alla seconda estremità 2b.

All’interno del cilindro 11 è alloggiato scorrevole di moto rettilineo alternato uno stantuffo 12 la cui testa interagisce con una membrana 13 discoidale di occlusione della seconda estremità 2b; lo stantuffo 12 è azionato pneumaticamente fra una configurazione di chiusura e una configurazione di apertura della seconda estremità 2b.

Nella configurazione di chiusura (fig. 3) lo stantuffo 12 mantiene la membrana 13 premuta contro la seconda estremità 2b occludendola; in tal modo l'intercapedine 7 e il condotto interno 6 sono tra loro isolati impedendo il passaggio del fluido dal condotto di ingresso 8 al condotto di alimentazione 10.

Nella configurazione di apertura (fig. 4) lo stantuffo 12 allontana la membrana 13 dalla seconda estremità 2b aprendola; in tal modo l’intercapedine 7 comunica con il condotto interno 6 attraverso il quale il fluido derivato dal condotto di ingresso 8 si riversa nel condotto di alimentazione 10 per essere erogato dal gruppo 4.

La valvola 1 rappresentata nelle suddette figure è del tipo normalmente chiusa; sulla faccia posteriore 12a dello stantuffo 12 agisce una molla 14 di reazione che, in assenza di un flusso d'aria, lo mantiene in configurazione di chiusura; sulla faccia anteriore 12b dello stantuffo 12 agisce un flusso di aria atto a contrastare l'azione della molla 14 per allontanare lo stantuffo 12 dalla seconda estremità 2b e portarlo in configurazione di apertura.

Una conduttura 15 è ricavata nel corpo dello stantuffo 12 per convogliare il flusso d'aria sulla sua faccia anteriore 12b, mentre l’estremità 11 b del cilindro 11 è chiusa da un coperchio 16 nel quale è ricavato un foro di attacco 17 di un tubo di collegamento 18 ad un impianto pneumatico.

La valvola 1 comprende inoltre un riscontro 19 d’arresto della corsa di andata dello stantuffo 12 che è definito all’interno del cilindro 1 1 a monte della membrana 13.

Il riscontro 19 raffigurato è di tipo anulare, in alternativa può essere costituito da risalti, nervature o simili definite all'interno del cilindro 11 ; il riscontro 19 è definito in prossimità del bordo perimetrale di una cavità cilindrica di scorrimento della testa dello stantuffo 12.

La testa dello stantuffo 12 è costituita da uno stelo 20 che si inserisce scorrevole nella cavità interna del riscontro 19 ed alla base del quale è ricavato un collare 21 che va a battuta contro la faccia posteriore del riscontro 19.

Sulla superficie laterale dello stelo 20 è ricavata una sede anulare periferica per l'alloggiamento di una guarnizione 22 di tenuta con la parete interna della cavità entro cui scorre, mentre sulla sommità dello stelo 20 è ricavato un foro di inserimento 23 di un perno 24 di centraggio della membrana 13.

In corrispondenza della seconda estremità 2b del condotto di derivazione 2 sono definiti mezzi di centraggio della membrana 13 costituiti da una scanalatura 25 anulare ricavata sul bordo del condotto esterno 5 e nella quale si inserisce una complementare nervatura 26 ricavata sporgente sul perimetro della membrana 13.

Sulla faccia anteriore del riscontro 19 è ricavato un rilievo 27 anulare che blocca la corona perimetrale della membrana 13 contro la seconda estremità 2b del condotto 2 di derivazione sia in configurazione di apertura che di chiusura.

La faccia anteriore del riscontro 19 è inoltre sagomata con un profilo smussato 28 atto ad accogliere la membrana 13 in configurazione di apertura.

Si sono inoltre indicate con 29 guarnizioni di tenuta alloggiate in corrispondenti sedi definite nello stantuffo 1 2 e con 30 l’attacco del condotto 2 alla tubazione 3.

Il gruppo 4 è costituito da un supporto 31 che si dirama in una pluralità di condotti radiali 32 aventi l'estremità d’uscita vincolata ad un manicotto 33 di attacco di un rispettivo ugello 34 di nebulizzazione.

Il supporto 31 è associato girevole al condotto di alimentazione 10 la cui bocca d’uscita è posta selettivamente in comunicazione con il condotto radiale 32 inferiore al quale è vincolato l'ugello 34 di modello idoneo alla nebulizzazione del trattamento fluido da distribuire.

Si fa notare che la presenza del riscontro 19 e del collare 20 consente di evitare che la membrana 13 urti contro l’estremità 2b del condotto 2 durante la corsa di andata dello stantuffo 12 sotto l’azione della molla 14; infatti la spinta della molla 14 si scarica prevalentemente sul riscontro 19.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti e cioè escogitare una valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido, che consenta di preservare in condizioni integre la membrana evitando che subisca lesioni e rotture per urto.

11 trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire daH’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1) Valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido, del tipo comprendente un cilindro internamente cavo che è associabile ad un’estremità di detto condotto ad esso sostanzialmente coassiale ed al cui interno è alloggiato scorrevole di moto rettilineo alternato uno stantuffo che ha la testa atta ad interagire con una membrana discoidale di occlusione di detta estremità del condotto e che è azionato pneumaticamente fra una configurazione di chiusura, o apertura, e una configurazione di apertura, o chiusura, di detta estremità, caratterizzata dal fatto che all'interno di detto cilindro è definito almeno un riscontro d’arresto della corsa di detto stantuffo.
2. 2) Valvola secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto riscontro è definito a monte di detta membrana ed è atto ad arrestare la corsa d’andata di detto stantuffo.
3. 3) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che detto riscontro è sostanzialmente anulare.
4. 4) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che detta testa è costituita da uno stelo inserito scorrevole in una cavità cilindrica perifericamente delimitata da detto riscontro.
5. 5) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che in detto stantuffo è definito un collare di battuta contro detto riscontro.
6. 6) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che detto stelo comprende una sede anulare periferica d’alloggiamento di una guarnizione di tenuta con la parete interna di detta cavità cilindrica.
7. 7) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che comprende mezzi di centraggio di detta membrana definiti in corrispondenza di detta estremità del condotto di derivazione.
8. 8) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che detti mezzi di centraggio sono costituiti da una scanalatura anulare definita in prossimità del bordo di detto condotto di derivazione e che detta membrana è provvista di una complementare nervatura perimetrale atta ad inserirsi in detta scanalatura.
9. 9) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che la faccia di detto riscontro rivolta verso detta membrana è sagomata con profilo smussato atto ad accogliere la membrana in detta configurazione di apertura.
10. 10) Valvola secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che detto riscontro è provvisto sulla faccia rivolta verso detta membrana di un rilievo di bloccaggio della porzione perimetrale della membrana contro detta estremità del condotto di derivazione.
11. 11) Valvola a membrana ad azionamento pneumatico per condotti di derivazione di un fluido, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni e secondo quanto descritto ed illustrato agli scopi specificati.