ITMO20120042A1 - Valvola di sostentamento carico - Google Patents

Description

Valvola di sostentamento carico

L’invenzione concerne una valvola di sostentamento carico attraversata da un fluido in pressione.

Le valvole di sostentamento carico sono valvole pilotate che vengono tipicamente impiegate nel settore delle macchine movimento terra. Queste valvole sono disposte per sostenere carichi sospesi anche molto elevati, come ad esempio un braccio articolato di un escavatore, nonché per mantenere in una desiderata posizione i suddetti carichi sospesi per un intervallo di tempo prestabilito.

Queste valvole sono alimentate e attraversate da un fluido in pressione, che viene inviato ad un attuatore, in genere un pistone oleodinamico a doppio effetto, a sua volta collegato al braccio da sostenere.

Le valvole note comprendono un canale principale, estendentesi longitudinalmente lungo un corpo della valvola, entro il quale sono ricevuti vari componenti noti – tra cui un pistone principale mobile longitudinalmente - disposti per consentire o impedire il passaggio del fluido in pressione in funzione della loro reciproca disposizione.

Nel corpo della valvola à ̈ ricavata una pluralità di aperture, ciascuna delle quali à ̈ in comunicazione con il canale principale attraverso un rispettivo condotto ed à ̈ disposta per consentire al fluido in pressione di entrare oppure uscire dalla valvola stessa. Le valvole note comprendono quindi una prima apertura ed una seconda apertura attraverso le quali, in una fase di sollevamento del carico, il fluido in pressione rispettivamente entra nel corpo della valvola, e lascia la valvola per raggiungere l’attuatore. Al contrario, in una fase di abbassamento del carico, il fluido in pressione entra nella valvola dalla seconda apertura e ne fuoriesce attraverso la prima apertura. Il flusso di fluido in pressione dalla seconda apertura verso la prima apertura non sarebbe tuttavia consentito dalla reciproca disposizione dei suddetti componenti noti. Quando si desidera abbassare il carico sospeso à ̈ allora previsto pilotare la valvola, così da consentire al fluido che raggiunge la valvola dall’attuatore di uscire attraverso la prima apertura.

Nella fase di pilotaggio, all’interno del corpo della valvola viene immesso ulteriore fluido in pressione attraverso un’apertura di pilotaggio. Dall’apertura di pilotaggio il fluido in pressione raggiunge il canale principale, ove à ̈ fatto passare attraverso uno strozzamento prima di giungere in una camera di pilotaggio. Qui l’ulteriore fluido in pressione agisce sul pistone principale e lo spinge in una posizione tale da consentire il suddetto flusso di fluido dalla seconda apertura alla prima apertura.

Lo strozzamento à ̈, ad esempio, realizzato da un collegamento filettato tra un elemento di pilotaggio e le pareti di una porzione di detto canale principale. In questo caso, l’ulteriore fluido in pressione percorre il canale elicoidale definito dallo spazio lasciato libero tra il filetto dell’elemento di pilotaggio ed un filetto complementare della parete del canale principale. In una porzione di testa dell’elemento di pilotaggio che si proietta al di fuori del corpo della valvola à ̈ ricavato un dispositivo di regolazione tramite il quale un operatore può regolare l’avvitamento dell’elemento di pilotaggio all’interno del canale principale. In questo modo l’operatore può regolare la lunghezza del canale elicoidale definito tra il filetto e il filetto complementare e percorso dall’ulteriore fluido in pressione. In particolare, ad un maggiore avvitamento dell’elemento di pilotaggio all’interno del canale principale corrisponde una lunghezza maggiore del canale elicoidale, che pertanto viene percorso dall’ulteriore fluido in pressione in un tempo più lungo.

La portata dell’ulteriore fluido operatore verso la camera di pilotaggio à ̈ proporzionale alla lunghezza del canale elicoidale.

In alternativa, lo strozzamento può essere costituito da un grano che restringe considerevolmente il volume attraverso cui può scorrere l’ulteriore fluido in pressione.

Uno svantaggio delle valvole note à ̈ dato dal fatto che lo strozzamento determina un ritardo di azionamento nell’esecuzione dell’operazione (ossia in questo caso l’abbassamento del carico) comandata dall’operatore pilotando la valvola. In uso, trascorrono quindi alcuni secondi tra l’istante in cui l’operatore comanda al carico di abbassarsi (azionando ad esempio un joystick a comando manuale di tipo noto) e l’istante in cui il carico inizia effettivamente ad abbassarsi.

Questo ritardo à ̈ particolarmente sgradito per gli operatori poiché, oltre a determinare un rallentamento nel funzionamento della macchina, rende più disagevole controllare e comandare la macchina stessa.

Si noti inoltre che questo ritardo viene ulteriormente accentuato quando il fluido in pressione à ̈ più viscoso, come accade tipicamente quando vi sono temperature ambientali esterne molto basse (ad esempio nei mesi invernali).

Il ritardo di azionamento viene quindi considerato come un grave inconveniente da parte degli operatori, soprattutto alle basse temperature invernali.

Per superare questo svantaggio si potrebbe, in teoria, eliminare lo strozzamento in modo che l’ulteriore fluido in pressione che entra nella valvola attraverso l’apertura di pilotaggio giunga direttamente nella camera di pilotaggio per movimentare il pistone principale.

Ciò determina tuttavia un altro grave svantaggio per la valvola, che senza strozzamento non sarebbe adeguatamente stabilizzata. Quando la valvola non à ̈ stabile, si può ad esempio generare un flusso irregolare o turbolento di fluido in pressione, che quindi causa instabilità anche alla macchina a cui la valvola à ̈ associata. In particolare, ciò può portare a movimenti bruschi e/o incontrollati del carico sospeso, ad esempio del braccio articolato, e avviene soprattutto quando si hanno frequenti aperture e chiusure della valvola ravvicinate nel tempo.

L’elemento di pilotaggio della valvole note sopra descritte deve quindi essere avvitato in maniera tale da non provocare alla valvola né un eccessivo ritardo di azionamento, né instabilità.

Ciò si ottiene tramite la regolazione dell’avvitamento dell’elemento di pilotaggio durante il montaggio della valvola.

Un ulteriore svantaggio delle valvole note à ̈ dato dal fatto che l’operazione di regolazione à ̈ estremamente delicata e laboriosa. Questa complessa regolazione à ̈ eseguita dall’operatore in modo sostanzialmente empirico, in quanto l’operatore regola l’avvitamento dell’elemento di pilotaggio attraverso prove sperimentali successive. E’ evidente che la suddetta operazione di regolazione à ̈ lunga da eseguire e termina solamente quando l’operatore ottiene un ritardo di azionamento e una instabilità accettabili.

Uno scopo dell’invenzione à ̈ migliorare le valvole pilotate note.

Un altro scopo à ̈ quello di fornire una valvola di sostentamento carico che sia sostanzialmente priva di ritardo di attuazione tra l’istante in cui l’operatore aziona il pilotaggio e l’istante in cui il carico sospeso inizia a spostarsi.

Un ulteriore scopo à ̈ quello di fornire una valvola di sostentamento carico che sia stabile e al contempo semplice e rapida da regolare.

Secondo l’invenzione, à ̈ prevista una valvola di sostentamento carico come definita nella rivendicazione 1.

L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne mostrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui:

Figura 1 à ̈ una sezione longitudinale di una valvola secondo l’invenzione, raffigurata in una prima configurazione operativa;

Figura 2 à ̈ una sezione come quella di Figura 1, in cui la valvola à ̈ raffigurata in una seconda configurazione operativa;

Figura 3 Ã ̈ una porzione ingrandita di Figura 1;

Figura 4 Ã ̈ una porzione ingrandita di Figura 2.

Le Figure 1 e 2 mostrano una valvola 1 pilotata in una prima configurazione operativa K (Figura 1) ed in una seconda configurazione operativa J (Figura 2).

La valvola 1 comprende un corpo 2 provvisto di una pluralità di aperture attraverso le quali il fluido in pressione può entrare in, oppure uscire da, la valvola 1. Queste aperture consentono quindi alla valvola 1 di essere collegata ad un circuito oleodinamico di una macchina (non raffigurata), ad esempio una macchina movimento terra. In particolare, sono visibili una prima apertura 3, una apertura di pilotaggio 4 ed una seconda apertura 5, la funzione delle quali sarà spiegata in dettaglio nel seguito.

Nel corpo 2 à ̈ realizzata una prima cavità 8 passante, che si estende tra due opposte pareti del corpo 2 in modo sostanzialmente parallelo ad un primo asse longitudinale A della valvola 1. La prima cavità 8 comprende una pluralità di porzioni aventi, ad esempio, una sezione trasversale sostanzialmente cilindrica. Le porzioni hanno diametri differenti tra loro e sono realizzate in successione lungo l’asse A.

La prima apertura 3 à ̈ collegata alla prima cavità 8 per mezzo di un primo canale 3a, l’apertura di pilotaggio 4 à ̈ collegata alla prima cavità 8 per mezzo di un canale di pilotaggio 4a e la seconda apertura 5 à ̈ collegata alla prima cavità 8 per mezzo di un secondo canale 5a.

Nel corpo 2 à ̈ realizzata inoltre una seconda cavità 9, che si estende in modo sostanzialmente parallelo ad un secondo asse longitudinale B della valvola 1, il quale a sua volta à ̈ sostanzialmente parallelo all’asse A. Pertanto, la prima cavità 8 e la seconda cavità 9 sono tra loro parallele.

Come mostrato con maggior dettaglio nelle Figure 3 e 4, la valvola 1 comprende mezzi di pilotaggio 10 che possono assumere alternativamente una configurazione aperta O (Figura 3), in cui essi consentono il passaggio di una porzione di fluido, e una configurazione chiusa I (Figura 4), in cui impediscono il suddetto passaggio.

I mezzi di pilotaggio 10 sono provvisti di un elemento a vite 11 che comprende a sua volta una prima porzione 11a -proiettantesi all’esterno del corpo 2 - ed una seconda porzione 11b ricevuta nella cavità 8. L’elemento a vite 11 à ̈ coassiale all’asse A ed à ̈ provvisto, su una sua parete esterna affacciata alle pareti della prima cavità 8, di un filetto disposto per accoppiarsi con un rispettivo filetto complementare, realizzato sulle pareti della prima cavità. In questo modo à ̈ formato un collegamento filettato 7 che consente di collegare amovibilmente i mezzi di pilotaggio 10 al corpo 2. Il collegamento filettato 7 à ̈ realizzato in corrispondenza di una zona della seconda porzione 11b prossima alla prima porzione 11a.

I mezzi di pilotaggio 10 comprendono un elemento elastico 14, ad esempio una molla elicoidale, che à ̈ ricevuto in una cavità 13 estendentesi all’interno dell’elemento a vite 11 sostanzialmente parallela all’asse A (Figura 3; Figura 4). L’elemento elastico 14 agisce, premendo, su un elemento di riscontro 15, ad esempio sagomato a forma di “T†, la cui testa contatta un elemento otturatore 45, ad esempio avente forma sferica. L’elemento otturatore 45 à ̈ posizionato all’interno della cavità 13 in maniera tale da essere affacciato ad un foro 46 passante avente sezione trasversale inferiore rispetto alla sezione trasversale della cavità 13. Il foro 46, simmetrico rispetto all’asse A e dunque coassiale alla cavità 13, si sviluppa in una estremità terminale della porzione 11b da una parte opposta rispetto alla porzione 11a, e collega la cavità 13 con una camera di pilotaggio 68 definita nella prima cavità 8.

All’interno del foro 46 à ̈ ricevuto, almeno in parte, un pistone di pilotaggio 37, ad esempio sagomato a forma di “T†. Il pistone di pilotaggio 37 comprende un corpo 47, che si estende prevalentemente all’interno del foro 46, e una porzione di testa 57, ricevuta nella suddetta camera di pilotaggio 68.

Nell’elemento a vite 11 à ̈ inoltre realizzato un foro laterale 48, avente asse sostanzialmente ortogonale all’asse A. Il foro laterale 48 consente di collegare la cavità 13 con il canale di pilotaggio 4a, ed à ̈ realizzato in una posizione tale da risultare in prossimità del foro 46. Il foro laterale 48 à ̈ disposto per essere attraversato da una porzione di fluido di pilotaggio entrante nel corpo 2 attraverso l’apertura di pilotaggio 4 e percorrente il canale di pilotaggio 4a. Questa porzione di fluido di pilotaggio entra nel foro laterale 48, sfocia nella cavità 13 e percorre il foro 46 per giungere infine nella camera di pilotaggio 68. Sulla parete esterna dell’elemento a vite 11, a valle del foro laterale 48, à ̈ ricavata una sede in cui à ̈ alloggiato un primo elemento di tenuta 58, ad esempio un “O-Ring†in materiale polimerico. Il primo elemento di tenuta 58 fa sì che tutta la porzione di fluido di pilotaggio entrante nei mezzi di pilotaggio 10 compia il percorso sopra descritto (attraverso il foro laterale 48, la cavità 13 e il foro 46), impedendo che una parte di questo flusso raggiunga la camera di pilotaggio 68 percorrendo la prima cavità 8, ossia esternamente all’elemento a vite 11.

La prima porzione 11a comprende primi mezzi di regolazione 6 sui quali un operatore può agire per regolare il precarico dell’elemento elastico 14. I mezzi di regolazione 6 possono comprendere un grano 6a in contatto con l’elemento elastico 14. L’operatore può regolare quindi i mezzi di regolazione 6 in modo che l’elemento elastico 14 mantenga sempre una minima pressione sul pistone di pilotaggio 37.

Attorno alla prima porzione 11a à ̈ avvitato un elemento di bloccaggio 59, ad esempio un dado, che impedisce all’elemento a vite 11 di essere accidentalmente svitato dal corpo 2.

La valvola 1 comprende un elemento di contenimento 16 ricevuto, almeno parzialmente, all’interno della prima cavità 8 e fissato al corpo 2 della valvola 1 tramite un collegamento filettato 17. Su una porzione di parete laterale esterna dell’elemento di contenimento 16 à ̈ realizzata una filettatura, disposta per accoppiarsi con una rispettiva filettatura realizzata su una parete laterale interna della prima cavità 8. L’elemento di contenimento 16 à ̈ internamente cavo, in maniera tale da definire al suo interno una camera 61 (che sarà descritta con maggior dettaglio nel seguito). L’elemento di contenimento 16 comprende una porzione interna 18, ricevuta nella prima cavità 8, ed una porzione esterna 19, che si proietta all’esterno del corpo 2 della valvola. Tra la porzione interna 18 e la porzione esterna 19 à ̈ disposto un secondo elemento di tenuta 20, ad esempio un “O-Ring†in materiale polimerico, che circonda anularmente l’elemento di contenimento 16. Il secondo elemento di tenuta 20 à ̈ alloggiato in una sede ricavata sulla parete laterale esterna dell’elemento di contenimento 16 e consente di chiudere a tenuta la prima cavità 8. La porzione interna 18 à ̈ provvista di una estremità 21 (opposta alla porzione esterna 19), sulla quale à ̈ realizzata una pluralità di passaggi. Questi ultimi sono conformati come recessi semicircolari e sono realizzati in successione su un bordo terminale dell’estremità 21, che à ̈ sagomata come un cilindro cavo.

Sull’elemento di contenimento 16 à ̈ realizzato un passaggio 62 che à ̈ realizzato in forma di condotto e collega la cavità interna dell’elemento di contenimento 16, ossia la camera 61, con il primo canale 3a.

La valvola 1 comprende inoltre un pistone principale 30, che si estende in modo sostanzialmente parallelo al primo asse longitudinale A ed à ̈ ricevuto all’interno della prima cavità 8. Il pistone principale 30 à ̈ mobile in maniera bidirezionale secondo le direzioni indicate dalle frecce X e Y, parallelamente all’asse A. Il pistone principale 30 comprende una porzione di testa 32 cilindrica e racchiusa all’interno dell’elemento di contenimento 16, una porzione intermedia 33 ed una porzione terminale 34, la porzione intermedia 33 presentando una estensione radiale (ossia, un diametro) minore rispetto alla porzione di testa 32 ed alla porzione terminale 34. Tra la porzione di testa 32 e la porzione intermedia 33 à ̈ interposta una porzione di collegamento 52, disposta in uso sostanzialmente in corrispondenza dell’estremità 21, e comprendente una prima zona 52a a sezione cilindrica ed una seconda zona 52b a sezione emisferica.

L’elemento di contenimento 16 racchiude inoltre una molla 41 agente su un elemento di centraggio 42 che preme sul pistone principale 30, in particolare su una parete di fondo della porzione di testa 32. L’elemento di centraggio 42 ha una forma sostanzialmente conica, complementare alla forma della suddetta parete di fondo, e garantisce che la forza esercitata dalla molla 41 sul pistone principale 30 sia equilibrata, ossia sostanzialmente diretta lungo l’asse A. La molla 41 à ̈ precaricata ed à ̈ mantenuta compressa da un elemento di spinta 43 che à ̈ fissato alla parete laterale interna dell’elemento di contenimento 16 tramite un accoppiamento filettato 67. Sull’elemento di spinta 43 à ̈ avvitato un coperchio 44, agendo sul quale un operatore può regolare il precarico della molla 41.

Nella prima cavità 8 à ̈ ricevuta inoltre una sede mobile 22 sagomata a forma di boccola (e quindi internamente cava), disposta in prossimità dell’estremità 21 dell’elemento di contenimento 16. La sede mobile 22 comprende una coppia di risalti anulari 23 che contattano le pareti della prima cavità 8 così da separare il primo canale 3a e il secondo canale 5a. Un terzo elemento di tenuta 24 à ̈ interposto tra i risalti anulari 23 per garantire una chiusura a tenuta. La sede mobile 22 à ̈ mobile in maniera bidirezionale secondo le direzioni X e Y, parallelamente all’asse A. In particolare, come sarà spiegato con maggior dettaglio nel seguito, la sede mobile 22 à ̈ movimentata lungo la direzione Y dal fluido in pressione e si sposta lungo la direzione X grazie alla presenza di una molla 25, disposta esternamente alla sede mobile 22 e agente sulla coppia di risalti anulari 23.

La posizione della molla 25, che si trova all’esterno della sede mobile 22, à ̈ vantaggiosa in quanto così la molla 25 risulta meno soggetta a sollecitazioni - e quindi ad usura -rispetto al caso in cui la molla 25 sia disposta internamente alla sede mobile 22. Ciò à ̈ dovuto al fatto che, in quest’ultimo caso, la molla 25 à ̈ sempre immersa nel fluido che attraversa la prima cavità 8. Viceversa, la molla 25 à ̈ più protetta - essendo investita solo marginalmente del flusso del fluido - quando à ̈ posizionata all’esterno della sede mobile 22.

La porzione terminale 34 del pistone principale 30 à ̈ ricevuta in una porzione della prima cavità 8 avente sostanzialmente la sua stessa dimensione radiale. Nella configurazione operativa K della valvola 1, la porzione terminale 34 riscontra uno spallamento 60 della prima cavità 8, visibile ingrandito nelle Figure 3 e 4. Sulla parete laterale esterna della porzione terminale à ̈ realizzata una gola anulare che funge da sede per un quarto elemento di tenuta 35, ad esempio un O-Ring.

Tra la porzione terminale 34 e l’elemento a vite 11 à ̈ interposta la camera di pilotaggio 68, ove à ̈ disposta la porzione di testa 57 del pistone di pilotaggio 37 che contatta la porzione terminale 34.

Nella camera di pilotaggio 68 sfocia un canale di collegamento 26, disposto trasversalmente rispetto alla prima cavità 8 e alla seconda cavità 9. Il canale di collegamento 26 collega la prima cavità 8 e la seconda cavità 9 e sfocia su una parete esterna del corpo 2 della valvola. Il canale di collegamento 26 à ̈ chiuso da un tappo filettato 27 dotato di una guarnizione di tenuta 27a.

La valvola 1 comprende inoltre mezzi di strozzamento 50 che sono ricevuti all’interno della seconda cavità 9. I mezzi di strozzamento 50 comprendono un elemento di chiusura 70, che à ̈ fissato al corpo 2 tramite un collegamento filettato 71. Quest’ultimo comprende una filettatura, che à ̈ realizzata su una porzione di parete laterale esterna dell’elemento di chiusura 70, ed una filettatura complementare, che à ̈ realizzata su una parete laterale interna della seconda cavità 9. All’elemento di chiusura 70 à ̈ associato un secondo elemento di bloccaggio 72, ad esempio un dado, che circonda anularmente l’elemento di chiusura 70 e impedisce a quest’ultimo di essere accidentalmente svitato dal corpo 2. L’elemento di chiusura 70 comprende secondi mezzi di regolazione 53 – comprendenti un foro passante realizzato in una porzione dell’elemento di chiusura 70 esterna rispetto al corpo 2 - tramite i quali un operatore può regolare (per mezzo di un apposito strumento) il grado di avvitamento dei mezzi di strozzamento 50 all’interno della seconda cavità 9. I mezzi di strozzamento 50 comprendono inoltre un collegamento filettato 49 tra la parete esterna dell’elemento di chiusura 70 e le pareti interne della seconda cavità 9. Il collegamento filettato 49, che realizza lo strozzamento del flusso di fluido, à ̈ attraversato dalla rimanente porzione del fluido di pilotaggio che non entra all’interno del foro laterale 48. In particolare, questa porzione di fluido di pilotaggio percorre il canale elicoidale definito dallo spazio lasciato libero tra il filetto dell’elemento di chiusura 70 e il filetto complementare sulla parete della seconda cavità 9.

In una variante, il collegamento filettato 49 può essere sostituito da un qualsiasi altro idoneo dispositivo di strozzamento, come ad esempio un grano.

In un’altra variante, lo strozzamento può essere realizzato tramite due elementi coassiali e parzialmente compenetrati l’uno con l’altro, in modo che tra l’elemento interno e l’elemento esterno sia definito un meato di dimensione regolabile, attraverso cui può scorrere il fluido. I suddetti due elementi possono essere sagomati in modo che le pareti definenti il meato siano coniche oppure cilindriche.

All’interno dell’elemento di chiusura 70 à ̈ alloggiata una valvola di non ritorno 51, di tipo noto, che consente al fluido presente nel canale di collegamento 26 di fluire verso il canale di pilotaggio 4a, mentre ne impedisce il flusso in direzione contraria. Quando infatti l’operatore termina l’operazione pilotata, il canale di collegamento 26 (insieme alla camera di pilotaggio 68) deve svuotarsi abbastanza rapidamente, in modo che il pistone principale 30 ostruisca nuovamente il passaggio tra il primo canale 3a e il secondo canale 5a, come sarà spiegato con maggior dettaglio nel seguito. Si noti inoltre che la valvola di non ritorno 51 può agire anche da valvola di sicurezza che consente il flusso del fluido dal canale di collegamento 26 al canale di pilotaggio 4a quando all’interno del canale di collegamento 26 la pressione del fluido supera un determinato valore di soglia.

La valvola di non ritorno 51 comprende un elemento sferico 54 che à ̈ mantenuto premuto da una molla 55 contro un foro assiale 56 (coassiale all’asse B), come visibile in Figura 1. La molla 55 à ̈ precaricata in maniera tale da garantire che essa eserciti sempre una minima pressione sull’elemento sferico 54 per occludere il foro assiale 56. Quando la pressione del fluido nel canale di collegamento 26 à ̈ superiore alla pressione esercitata dalla molla 55 sull’elemento sferico 54, il flusso del fluido sposta quest’ultimo e comprime la molla 55 in modo che il fluido stesso possa raggiungere il canale di pilotaggio 4a.

Si descrive nel seguito il funzionamento della valvola 1, con particolare riferimento al caso in cui quest’ultima sia compresa in una macchina movimento terra.

Quando si desidera sollevare un carico, il fluido in pressione, ad esempio un olio provvisto di adeguate caratteristiche chimico-fisiche, entra nella valvola 1 attraverso la prima apertura 3 comunicante con la prima cavità 8 tramite il primo canale 3a.

Il fluido in pressione raggiunge la sede mobile 22 e movimenta quest’ultima nella direzione Y, allontanandola quindi dall’estremità 21 dell’elemento di contenimento 16. Ciò à ̈ dovuto alle elevate pressioni del fluido, che sono in grado di vincere la forza elastica della molla 25. In assenza del fluido, invece, la molla 25 agisce sulla sede mobile 22 mantenendo quest’ultima a riscontro della seconda zona 52b emisferica della porzione di collegamento 52 del pistone principale 30.

Il fluido in pressione attraversa quindi il passaggio che viene definito tra la sede mobile 22 e la porzione di collegamento 52 e può così fluire, internamente alla sede mobile 22, verso il secondo canale 5a. Attraverso la seconda apertura 5, il fluido fuoriesce dal corpo 2 e si dirige verso mezzi attuatori, che sono compresi nella macchina e che vengono in questo modo azionati per sollevare il carico.

Quando si desidera abbassare il carico, inizialmente la valvola 1 à ̈ nella prima configurazione operativa K e il fluido in pressione uscente dai mezzi attuatori entra nella valvola 1 attraverso la seconda apertura 5. Il flusso di questo fluido fa sì che la sede 22 si sposti nella direzione X fino a riscontrare l’estremità 21 dell’elemento di contenimento 16 (Figura 2).

Contemporaneamente, tramite l’apertura di pilotaggio 4 un volume di fluido di pilotaggio entra nel corpo 2 e percorre il canale di pilotaggio 4a. Una porzione di questo fluido di pilotaggio entra nel foro laterale 48, percorre il foro 46 e giunge nella camera di pilotaggio 68, ove inizia ad esercitare un’azione di spinta sul pistone principale 30.

Quest’ultimo inizia a spostarsi nella direzione X, mentre la seconda zona 52b emisferica à ̈ ancora in contatto con la sede 22. Dopo che il pistone principale 30 ha eseguito questo movimento iniziale, detto anche pre-corsa, la valvola 1 à ̈ nella seconda configurazione operativa J. La pre-corsa ha tipicamente entità molto limitata, ad esempio pari a 0,8 mm, e garantisce che non avvengano indesiderati distacchi tra il pistone principale 30 e la sede 22 prima del dovuto. Mentre il pistone principale esegue la pre-corsa, il restante fluido di pilotaggio continua a percorrere il canale di pilotaggio 4a fino ai mezzi di strozzamento 50. In questi ultimi il fluido percorre il canale elicoidale definito dal collegamento filettato 49 e sfocia nel canale di collegamento 26, giungendo poi nella camera di pilotaggio 68. In quest’ultima il fluido esercita un’azione di spinta che consente di spostare ulteriormente il pistone principale 30 nella direzione X.

Il pistone principale 30 si sposta successivamente verso l’interno dell’elemento di contenimento 16, in modo tale che la porzione di collegamento 52 non sia più a riscontro dell’estremità 21 dell’elemento di contenimento 16 (e la seconda zona 52b emisferica non contatti più la sede 22). In questo modo, i passaggi dell’estremità 21 non sono più chiusi dalla porzione di collegamento 52 e il fluido in pressione entrante dalla seconda apertura 5 può attraversare i suddetti passaggi dopo aver percorso il secondo canale 5a, un tratto della prima cavità 8 (internamente alla sede 22), e il primo canale 3a, così da uscire dal corpo 2 della valvola 1 attraverso la prima apertura 3.

Quando il pistone principale 30 inizia a spostarsi grazie all’azione del fluido in pressione che giunge nella camera di pilotaggio 68 dal canale di collegamento 26, i mezzi di pilotaggio 10 si chiudono. In particolare, la pressione della porzione di fluido di pilotaggio che passa nel foro 46 non à ̈ più in grado di contrastare l’azione di spinta esercitata dall’elemento elastico 14 sull’elemento di riscontro 15. Pertanto l’elemento otturatore 45 viene premuto dall’elemento di riscontro 15 contro il foro 46, così da occludere quest’ultimo ed impedire ad altro fluido di pilotaggio di passare dal foro laterale 48 alla camera di pilotaggio 68. Da questo istante in poi il pistone principale 30 viene movimento ulteriormente nella direzione X solamente dalla porzione di fluido di pilotaggio che ha attraversato i mezzi di strozzamento 50.

I mezzi di pilotaggio 10 possono chiudersi sia nell’istante in cui la seconda zona 52b emisferica e la sede 22 si distaccano l’una dall’altra, sia in un istante lievemente precedente o successivo al distacco. Ciò viene impostato dall’operatore agendo sui primi mezzi di regolazione 6 durante una fase di montaggio e collaudo della valvola 1 in modo da regolare nella maniera desiderata i mezzi di pilotaggio 10.

Quando occorre interrompere l’abbassamento del carico, il fluido in pressione non viene più alimentato alla apertura di pilotaggio 4, e il fluido in pressione residuo che si trova all’interno della camera di pilotaggio 68 e del canale di collegamento 26 viene fatto uscire dal corpo 2 della valvola attraverso la valvola di non ritorno 51 dei mezzi di strozzamento 50 e, successivamente, il canale di pilotaggio 4a.

Il pistone principale 30 viene movimentato nella direzione Y dall’azione di spinta della molla 41, la cui forza elastica non à ̈ più contrastata dal fluido in pressione presente nella camera di pilotaggio 68. In questo modo la porzione di collegamento 52 del pistone principale 30 riscontra nuovamente l’estremità 21 dell’elemento di contenimento 16 e la seconda zona 52b emisferica à ̈ in contatto con la sede mobile 22, interrompendo così il collegamento tra la prima apertura 3 e la seconda apertura 5.

La valvola 1 può essere associata a qualunque macchina o apparato, anche differente da una macchina movimento terra. Grazie all’invenzione, à ̈ resa disponibile una valvola 1 di sostentamento carico sostanzialmente priva di ritardo di attuazione tra l’istante in cui l’operatore aziona il pilotaggio e l’istante in cui il carico inizia a spostarsi. Ciò viene ottenuto grazie ai mezzi di pilotaggio 10 che consentono ad una porzione di fluido di pilotaggio di entrare in un elemento a vite 11 attraverso un foro laterale 48 e di percorrere un foro 46 fino ad una camera di pilotaggio 68, ove questa porzione di fluido di pilotaggio fa eseguire al pistone principale 30 una pre-corsa iniziale in direzione X. Ciò avviene mentre la restante parte del fluido di pilotaggio percorre i mezzi di strozzamento 50, in particolare il canale elicoidale definito tra il filetto e il filetto complementare di un collegamento filettato 49, giungendo poi nella camera di pilotaggio 68 dopo aver percorso il canale di collegamento 26.

Pertanto, il pistone principale 30 inizia a spostarsi in anticipo rispetto alle valvole di tipo noto, senza dover attendere il tempo impiegato dal fluido di pilotaggio per percorrere i mezzi di strozzamento 50.

La valvola 1 ha quindi il vantaggio di non presentare ritardo tra l’istante in cui l’operatore comanda l’abbassamento del carico, e l’istante in cui il carico inizia effettivamente ad abbassarsi.

Inoltre, i mezzi di strozzamento 50 possono essere regolati in modo che lo strozzamento sia molto marcato, così che la valvola presenti anche il vantaggio di essere molto stabile. Ancora, la valvola 1 ha il vantaggio di non richiedere una complessa e delicata regolazione empirica per evitare che la valvola sia instabile, o presenti un eccessivo ritardo di attuazione, come invece à ̈ richiesto nelle valvole di tipo noto.

Nella valvola 1 infatti i mezzi di pilotaggio 10 e i mezzi di strozzamento 50 possono essere regolati in maniera semplice e rapida da un operatore, agendo rispettivamente sui primi e secondi mezzi di regolazione 6, 53 durante la fase di montaggio e collaudo della valvola stessa.

Sono inoltre possibili varianti e/o aggiunte a quanto sopra descritto e/o a quanto mostrato nei disegni allegati.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola (1) di sostentamento carico, comprendente: - un corpo (2) provvisto di una pluralità di aperture (3, 4, 5) attraverso le quali un fluido in pressione può entrare in, oppure fuoriuscire da, detta valvola (1); - un pistone principale (30); - mezzi di strozzamento (50) destinati ad essere attraversati da detto fluido in pressione; caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di pilotaggio (10) che possono assumere alternativamente una configurazione aperta (O), in cui detti mezzi di pilotaggio (10) consentono il passaggio di una porzione di detto fluido in pressione verso una camera di pilotaggio (68) per movimentare detto pistone principale (30) lungo una direzione (X) sostanzialmente parallela ad un asse longitudinale (A) di detta valvola (1), e una configurazione chiusa (I), in cui detti mezzi di pilotaggio (10) impediscono il passaggio di detta porzione di detto fluido e in cui detto pistone principale (30) à ̈ movimentato in detta direzione (X) da detto fluido in pressione che giunge in detta camera di pilotaggio (68) dopo aver attraversato detti mezzi di strozzamento (50).
2. 2. Valvola (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di pilotaggio (10) comprendono un elemento a vite (11) che à ̈ sostanzialmente coassiale a detto asse longitudinale (A).
3. 3. Valvola (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di pilotaggio (10) comprendono un elemento elastico (14) ricevuto in una cavità (13), detta cavità (13) estendendosi all’interno di detto elemento a vite (11) in modo sostanzialmente parallelo a detto asse longitudinale (A).
4. 4. Valvola (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di pilotaggio (10) comprendono un foro (46) passante avente una sezione trasversale inferiore rispetto ad una sezione trasversale di detta cavità (13) e collegante detta cavità (13) con detta camera di pilotaggio (68).
5. 5. Valvola (1) secondo la rivendicazione 4, in cui detti mezzi di pilotaggio (10) comprendono un elemento otturatore (45) posizionato all’interno di detta cavità (13) in maniera da essere affacciato a detto foro (46) per occludere detto foro (46) in detta configurazione chiusa (I).
6. 6. Valvola (1) secondo la rivendicazione 4, oppure 5, in cui un pistone di pilotaggio (37) à ̈ ricevuto, almeno in parte, all’interno di detto foro (46).
7. 7. Valvola (1) secondo una delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti mezzi di pilotaggio (10) comprendono un foro laterale (48), avente un asse sostanzialmente ortogonale a detto asse longitudinale (A), detto foro laterale (48) collegando l’esterno di detto elemento a vite (11) con detta cavità (13) ed essendo disposto per essere attraversato da detta porzione di fluido in pressione.
8. 8. Valvola secondo una delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui detti mezzi di pilotaggio (10) comprendono primi mezzi di regolazione (6) disposti per regolare il precarico di detto elemento elastico (14).
9. 9. Valvola secondo una delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui detto pistone principale (30) si estende in modo sostanzialmente parallelo a detto asse longitudinale (A) ed à ̈ ricevuto all’interno di una prima cavità (8) in cui à ̈ mobile in maniera bidirezionale secondo opposte direzioni (X, Y) parallelamente a detto longitudinale asse (A).
10. 10. Valvola secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi di strozzamento (50) comprendono un elemento di chiusura (70) ricevuto in una seconda cavità (9) parallela a detta prima cavità (8).
11. 11. Valvola secondo la rivendicazione 10, in cui detto elemento di chiusura (70) comprende secondi mezzi di regolazione (53) disposti per regolare un avvitamento di detti mezzi di strozzamento (50) all’interno di detta seconda cavità (9).
12. 12. Valvola secondo la rivendicazione 10, oppure 11, in cui detto elemento di chiusura (70) à ̈ collegato a detta seconda cavità (9) tramite un collegamento filettato (49) attraverso il quale passa detto fluido in pressione.
13. 13. Valvola secondo una delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui all’interno di detto elemento di chiusura (70) à ̈ alloggiata una valvola di non ritorno (51) che consente a detto fluido in pressione di fluire da detta camera di pilotaggio (68) verso un’apertura (4) di detta pluralità di aperture (3, 4, 5).