ITNA20060063A1 - Valvola di non ritorno per fluidi gassosi - Google Patents

Description

Testo della descrizione

Il dispositivo oggetto della presente invenzione riguarda una valvola di non ritorno di nuova concezione. Riferendosi al caso di una valvola di non ritorno normale, riportata nella figura A della Tavola n.l, inserita sul circuito di mandata (1) di un compressore e connessa al serbatoio di accumulo(2), tale valvola, mediante la molla (4) ed il tappo (5), impedisce lo svuotamento del serbatoio quando al raggiungimento della pressione massima il compressore viene fermato, consentendo al condotto di mandata (1) di questo ultimo di essere connesso all’ambiente esterno (3), onde consentire al compressore il riavviamento senza la contropressione altrimenti esercitata se il condotto di mandata fosse lasciato in pressione. Una valvola di non ritorno normale deve essere realizzata rispettando una esatta geometria nella zona occupata dal tappo e dalla molla di chiusura in maniera che essa possa assicurare la chiusura con tempi di intervento i più brevi possibili per evitare il parziale svuotamento del serbatoio. La presente invenzione interviene sul disegno costruttivo della valvola di ritegno realizzandola come indicato nella figura B della Tavola n.l. In tale figura si nota che il complessivo costituito dal tappo e dalla molla di chiusura non è fissato a priori nel corpo valvola ma è ospitato dall' interno di un astuccio a sua volta dotato di una molla di contrasto più rigida di quella direttamente agente sul tappo. Tale soluzione consente di realizzare una valvola di non rotomo senza tener conto di stringenti dimensioni o tolleranze di lavorazione. Attraverso l’astuccio mobile, che viene fissato alla valvola mediante collegamento filettato, può essere ottenuta di volta in volta la posizione più opportuna di fine corsa della valvola di ritegno in maniera da renderne adattabile il funzionamento a differenti esigenze.

Il dispositivo oggetto della presente invenzione si inquadra, a titolo esemplificativo e non esaustivo, come accessorio di impianti di compressione di fluidi aeriformi che utilizzano i compressori volumetrici alternativi. Tali macchine operatrici sono di regola dotate di una valvola di non ritorno disposta nel condotto di mandata che va dal compressore, al serbatoio di accumulo del fluido compresso. Tale valvola, oltre a consentire al flusso del fluido di procedere dal compressore al serbatoio di stoccaggio aprendosi sotto l’azione della pressione che si realizza sulla mandata del compressore, entra normalmente in funzione, come valvola di non ritorno appunto, quando si raggiunge nel serbatoio la pressione massima desiderata e preventivamente impostata attraverso un opportuno set-point normalmente disponibile sul quadro di alimentazione del sistema di compressione. Il segnale relativo al raggiungimento della pressione massima viene infatti utilizzato per porre il condotto di mandata del compressore in comunicazione con un foro di sfiato e disattivando eventualmente nel contempo il motore di azionamento del compressore stesso. Sul circuito di collegamento al serbatoio la valvola di non ritorno, in assenza della pressione di mandata del compressore e sotto la spinta esercitata dalla stessa pressione del serbatoio, repentinamente si chiude impedendo al serbatoio stesso di essere connesso con l’ambiente di scarico e quindi svuotarsi. Le valvole di non ritorno esplicano pertanto le seguenti funzioni principali:

Impediscono al fluido compresso e stipato nel serbatoio di ritornare nel compressore attraverso il condótto di mandata, ovvero di fuoriuscire dal foro di sfiato attivato dal sistema di regolazione del compressore al raggiungimento della pressione massima del serbatoio di stoccaggio.

Abbassano la pressione del condotto di mandata direttamente collegato al compressore, mettendo questo ultimo in comunicazione con l’ambiente esterno (a pressione atmosferica), con lo scopo principale di abbattere la contropressione che altrimenti dovrebbe essere vinta dal compressore ad ogni riavviamento.

Tecnica nota

Nella figura 1 della Tavola n. 2 è rappresentata ima valvola di ritegno di uso comune, inserita nel circuito di mandata di un compressore. Il condotto 1 è quello che proviene dal compressore. Il condotto 2 è quello che conduce il flusso di fluido al serbatoio. Il condotto 3 è quello che permette lo sfiato quando una valvola, ad azionamento meccanico, elettrico o pneumatico, al raggiungimento della pressione massima stabilita per il sistema, si apre mettendo il condotto stesso in comunicazione con l’ambiente esterno (alla pressione ambiente). Con 4 si è indicata la valvola di non ritorno che nella figura 2 della stessa Tavola n. 2 viene proposta in sezione per evidenziarne i costituenti. Sempre con 4 in questa figura si indica il corpo della valvola, con 1 la sezione di attacco al compressore, con 2 la sezione di attacco al serbatoio di accumulo, con 3 la sezione di collegamento alla valvola (attuata meccanicamente, elettricamente o pneumaticamente), che permette lo sfiato, con 5 un tappo destinato ad ospitare la valvola di non ritorno vera e propria. Questa è in realtà costituita da una molla elicoidale 6, a bassa rigidità, che spinge su una opportuna sede circolare di tenuta 7 una idonea guarnizione 8 (realizzata in materiale gommoso o comunque facilmente comprimibile).

Nelle condizioni di compressore fermo la valvola di non ritorno chiude il passaggio nella direzione dal condotto 2 al condotto 1, a ciò ulteriormente favorita dall’eventuale presenza della pressione nel serbatoio di stoccaggio che supera quella regnante a monte della guarnizione (nel condotto 1) determinando con il valore del salto di pressione una forza di chiusura che spinge la guarnizione 8 sulla propria sede 7. Nelle condizioni di compressore in moto e fin quando la pressione nel condotto di mandata dello stesso (condotto 1) si mantiene al di sotto di quella massima impostata sul pannello di controllo del compressore, la valvola, costituita dai componenti 6 e 8 si mantiene aperta, o si apre sotto l’azione della pressione imposta dal compressore, consentendo all’aria elaborata dal compressore di fluire dal condotto 1 al condotto 2 e quindi pervenire al serbatoio di stoccaggio. Quando si raggiunge la pressione massima nel serbatoio di stoccaggio, la mandata del compressore e quindi il condotto 1 viene messo in comunicazione con l’ambiente esterno attraverso il condotto 3 che termina con un foro (attuato elettricamente, meccanicamente o pneumaticamente) mentre la valvola di non ritorno, costituita dai componenti 5, 6, 7 e 8 si chiude impedendo al serbatoio di svuotarsi. Naturalmente la descrizione fornita vuole essere solo esemplificativa e non esclude altre possibili applicazioni o versioni costruttive della valvola di non ritorno, la quale è nella configurazione descritta usata moltissimo nella tecnica corrente, consentendo lo svolgimento di una funzione molto richiesta nelle applicazioni pratiche. Numerose sono le applicazioni sia nel campo del trattamento dell’aria compressa o di altri gas compressi, sia nel campo del moto di altri fluidi e dei liquidi in pressione.

Nella figura 3 della Tavola n. 3 viene riportata una valvola di non ritorno che utilizza il ritrovato della presente invenzione. Per rendere chiara l’esposizione del funzionamento della valvola modificata si ripropone una valvola del tutto simile a quella riportata nelle figure 1 e 2 precedenti, ma che è corredata dei componenti che costituiscono parte integrante della presente invenzione. Intanto si osservi, sempre ancora con riferimento alle figure 1 e 2 precedenti della Tavola n. 1, che il cuore della valvola di non ritorno convenzionale è costituito in sostanza dai componenti 5,6,7 e 8 , ovvero da un coperchio, da ima molla, da una sede di tenuta e da una guarnizione. La posizione relativa tra il fondo del coperchio e la sede di tenuta viene occupata dalla molla elicoidale e dalla guarnizione. Occorre definire in tal caso con una certa precisione la distanza intercorrente tra il fondo del coperchio e la guarnizione, distanza che viene occupata dalla molla ad elica cilindrica. Quest’ultima, con le sue caratteristiche meccaniche, dimensionali e di materiale impiegato, condiziona pertanto sia la forza iniziale sotto la quale si apre la valvola sia la corsa effettiva di compressione della molla durante la mandata del compressore. In ogni caso è richiesta, per ottenere un certo risultato, una lavorazione accurata sia del coperchio che della sede filettata della valvola ove esso viene installato. Tutto ciò comporta oneri di lavorazione sulla valvola stessa, per la quale occorrerà rispettare una certa precisione ovvero rispettare, determinate tolleranze di lavorazione, che si traducono in ultima analisi in costi aggiuntivi per la valvola stessa.

Nella figura 3 della Tavola n. 3, a confronto con la figura 2 della Tavola n.

2, appaiono altri due costituenti della valvola di non ritorno, che sono indicati con il numero 9 e 10. In realtà i componenti 5,6,7 e 8 sono del tutto identici per funzione e dimensione a quelli della figura 2, tranne il fatto che il coperchio 5, un po’ diverso da quello originario, non è fisso ma è spinto contro una propria sede di sostegno dalla forza elastica prodotta da una molla elicoidale conica 9 ad elevata rigidità che fa riscontro al tappo 10. L’impiego di questa ultima molla consente di evitare per l’intero corpo valvola una lavorazione accurata della sede dove deve essere installato il tappo (cfr. particolare 5 di fig. 2 della Tavola n. 2) e di adottare una certa precisione di lavorazione solo sul particolare n. 5 della figura 3 della Tavola n. 3, per il quale è certamente più agevole rispettare quote in tolleranza. Con tale soluzione si potrà costruire il corpo valvola con tolleranze di lavorazione meno spinte, limitando la precisione delle lavorazioni al componente 5 di figura 3 della Tavola 3, che potrà essere costruito a parte, oltre che essere agevolmente controllato al termine delle lavorazioni e che comunque potrà essere prodotto in maniera economica come stampato. Tenuto conto di quanto precede, è allora possibile realizzare una valvola di non ritorno più semplice non solo di quella rappresentata nella figura 2 della Tavola n. 2, ma anche di quella rappresentata nella figura 3 della Tavola n.

3.

Nella figura 4 a e 4 b della Tavola n.3, infatti, si riportano due versioni costruttive della valvola (quella a sinistra al servizio di un solo flusso in ingresso, quella a destra al servizio invece di due flussi in ingresso) che, anche se funzionalmente identiche a quelle descritte nella figura 3 della stessa Tavola n. 3, presentano il vantaggio di essere costruite con elementi molto semplici, tutti non soggetti a tolleranze di lavorazione strette, ad eccezione del particolare 5 destinato alla effettiva funzione che deve esplicare una valvola di non ritorno. In tali versioni l’elemento 10 oltre ad avere la funzione di essere elemento di riscontro per la molla 9, funge anche da elemento di collegamento, attraverso il quale fluisce il fluido elaborato, con il serbatoio e può essere eventualmente realizzato di pezzo con il serbatoio Le valvole della figura 4 della Tavola n., 3 presentano anche il vantaggio di utilizzare alcuni elementi commerciali, facilmente reperibili nel settore della componentistica dei sistemi pneumatici o idraulici.

Per maggiore chiarezza nella figura 5 della Tavola n. 4 si riporta la valvola della figura 4 a della Tavola n. 3 in vista prospettica e ed esplosa.

Claims (4)

1. Rivendicazioni 1) Si rivendica la valvola di non ritorno come esemplificata nella figura 3 della Tavola n.3, nella quale l’elemento principale della valvola è costituito dai particolari 5, 6, 7 e 8 di figura 3, essendo il particolare 5 spinto su una sede di sostegno, esterna alla sezione di tenuta, da una molla ad elevata rigidità 9 sostenuta dal tappo 10. La molla ad elevata rigidità 9 deve essere montata con un precarico superiore a quello con cui è montata la molla 6 facente parte dell’elemento valvola. La soluzione costruttiva richiede solo per il particolare 5 tolleranze di lavorazione precise, consentendo la costruzione degli altri componenti con margini di tolleranza più ampi.
2. 2) Si rivendica la valvola di non ritorno come esemplificata nella figura 4 della Tavola n. 3, nella quale tutti i componenti sono di tipo commerciale tranne il componente indicato con il numero 5. Quest’ultimo spinto contro la propria sede di riscontro da una molla 9 ad elevata rigidità è montata con precarico superiore a quello che caratterizza il precarico della molla 6 appartenente all’elemento valvola.
3. 3) Si rivendica la valvola di non ritorno, come a titolo esemplificativo riportata in figura 5, funzionante: i. con una molla interna cui è affidato il compito di lasciar passare il fluido in una sola direzione quando il salto di pressione lungo quella direzione è positivo ed impedirne il passaggio quando il salto di pressione lungo la stessa direzione è negativo; ii. con una molla esterna cui è affidato il compito di spingere il corpo funzionale della valvola stessa contro una appropriata sede di sostegno con una forza superiore a quella massima producibile dal salto di pressione tra i condotti 1 e 2.
4. 4) Si rivendica la possibilità di realizzare il serbatoio di stoccaggio aria di serie con l’elemento 10 delle figure 4 a e 4 b della Tavola n. 3.