ITPD20100007A1 - VALVE HOLDER FOR EXPANSION VESSELS - Google Patents
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Description
TITOLO TITLE
PORTA VALVOLA PER VASI DI ESPANSIONE VALVE HOLDER FOR EXPANSION VESSELS
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente brevetto è attinente ai vasi di espansione ed in particolare concerne alle valvole ed ai porta valvole per il precarico e per la regolazione della pressione di precarica dei vasi di espansione. The present patent relates to expansion vessels and in particular relates to valves and valve holders for preloading and for adjusting the preload pressure of expansion vessels.
I vasi di espansione sono un componente idraulico, comunemente presente nelle caldaie per il riscaldamento domestico e negli impianti di riscaldamento, che svolge la funzione di compensazione delle variazioni di pressione prodotte dalle variazioni di temperatura del fluido del circuito evitando pericolosi aumenti della pressione nel circuito, che altrimenti dovrebbero essere assorbiti dalle tubature e dal resto dell'impianto. I vasi d'espansione sono un componente idraulico comunemente presente anche nei sistemi di pompaggio e nei sistemi di sollevamento, che svolge la funzione di accumulo del fluido del circuito consentendone poi la restituzione al circuito stesso. The expansion vessels are a hydraulic component, commonly present in domestic heating boilers and heating systems, which compensate for the pressure variations produced by the temperature variations of the fluid in the circuit, avoiding dangerous increases in pressure in the circuit. which otherwise would have to be absorbed by the pipes and the rest of the system. The expansion vessels are a hydraulic component commonly present also in pumping systems and lifting systems, which carries out the function of accumulating the fluid in the circuit, then allowing it to be returned to the circuit itself.
I vasi di espansione sono di due tipi, aperto e chiuso. The expansion vessels are of two types, open and closed.
I vasi di espansione chiusi sono costituiti da un contenitore rigido diviso in due camere dal volume variabile: una contenente il fluido del circuito, pressoché incomprimibile, e l'altra contenente aria o altro gas, comprimibile, precaricata ad una determinata pressione tramite apposita valvola, analoga a quella degli pneumatici. La divisione tra le due camere può avvenire grazie ad una sacca o una membrana elastica. Un'eventuale variazione di pressione porterà la sacca a variare di volume o determinerà lo spostamento della membrana, andando a compensare la variazione di pressione o consentendo l'accumulo del fluido del circuito. The closed expansion vessels consist of a rigid container divided into two chambers of variable volume: one containing the almost incompressible fluid of the circuit, and the other containing air or other compressible gas, preloaded at a certain pressure by means of a special valve, similar to that of tires. The division between the two chambers can take place thanks to a bag or an elastic membrane. Any variation in pressure will cause the bladder to vary in volume or will cause displacement of the membrane, compensating for the variation in pressure or allowing the fluid in the circuit to accumulate.
I vasi di espansione attuali comprendono due semigusci a calotta o cilindrici chiusi su un lato, in metallo rigido, contrapposti ed uniti a costituire una forma genericamente toroidale o una forma cilindrica chiusa. Current expansion vessels comprise two cap or cylindrical half-shells closed on one side, made of rigid metal, opposite each other and joined to form a generally toroidal shape or a closed cylindrical shape.
Internamente è compresa la membrana a suddividere lo spazio interno in due camere, corrispondenti genericamente ai due semigusci a calotta o cilindrici. Internally, the membrane divides the internal space into two chambers, generally corresponding to the two cap or cylindrical half-shells.
Uno dei due semigusci presenta un raccordo, comunicante con il volume interno adiacente, per il collegamento del vaso di espansione al circuito idraulico. One of the two half-shells has a connection, communicating with the adjacent internal volume, for connecting the expansion tank to the hydraulic circuit.
L'altro dei due semigusci presenta un porta valvola con valvola di precarico e regolazione del gas o aria in pressione. The other of the two half-shells has a valve holder with a preload valve and gas or air pressure regulation.
I porta valvola dei vasi di espansione noti sono costituiti genericamente da una parte cilindrica filettata esternamente contenente la valvola e atta al raccordo con un generatore/regolatore di pressione, da un elemento cilindrico scanalato internamente contenente una guarnizione e da una parte terminale sostanzialmente cilindrica. The valve holders of known expansion vessels generally consist of an externally threaded cylindrical part containing the valve and suitable for connection with a pressure generator / regulator, an internally grooved cylindrical element containing a gasket and a substantially cylindrical end part.
Il generatore/regolatore di pressione viene collegato al vaso di espansione per il precarico iniziale e per la regolazione della pressione interna del vaso di espansione. The generator / pressure regulator is connected to the expansion vessel for the initial preload and for the regulation of the internal pressure of the expansion vessel.
I porta valvola attuali vengono applicati alla parete del vasi di espansione mediante deformazione del bordo inferiore della parte terminale. Current valve holders are applied to the wall of the expansion vessels by deforming the lower edge of the end part.
A tale scopo la parete del semiguscio destinato a ricevere detto porta valvola viene forata e resa sostanzialmente piana nella zona di applicazione di detto porta valvola. For this purpose, the wall of the half-shell intended to receive said valve door is perforated and made substantially flat in the application area of said valve door.
I porta valvola noti, costituiti come sopra descritto presentano vari inconvenienti. Known valve holders, constituted as described above, have various drawbacks.
Occorre, infatti che la superficie su cui viene applicato il porta valvola sia perfettamente piana per accoppiarsi con l'elemento cilindrico scanalato internamente contenente la guarnizione. In difetto di ciò la chiusura del porta valvola non avviene correttamente e completamente per tutta la superficie o circonferenza di accoppiamento del porta valvola e del semiguscio con il risultato di non tenuta del gas immesso nel vaso di espansione. In fact, the surface on which the valve holder is applied must be perfectly flat to couple with the internally grooved cylindrical element containing the gasket. Failing this, the valve port does not close correctly and completely for the entire surface or circumference of the valve port and half-shell coupling with the result of non-sealing of the gas introduced into the expansion tank.
La non perfetta chiusura fra a parete del vaso di espansione e porta valvola può portare alla fuoriuscita o trafilamento di gas in pressione nel tempo, determinando, dopo l'immissione del vaso d'espansione nel mercato, lo scarto del vaso d'espansione da parte del cliente finale, frequenti ripristini della pressione interna del vaso d'espansione da parte del personale addetto alla manutenzione e un non corretto funzionamento del vaso d'espansione. La necessità di garantire la perfetta chiusura fra la parete del vaso d'espansione ed il porta valvola comporta, in sede di produzione del vaso d'espansione, frequenti regolazioni delle macchine e assidui controlli da parte degli operatori: questo si traduce in una notevole perdita di tempo senza certezza assoluta dell'effetto di tenuta nel tempo. The imperfect closure between the wall of the expansion vessel and the valve port can lead to the leakage or leakage of gas under pressure over time, causing, after the expansion vessel is placed on the market, the expansion vessel is rejected by the of the end customer, frequent restoring of the internal pressure of the expansion vessel by maintenance personnel and incorrect operation of the expansion vessel. The need to ensure perfect closure between the wall of the expansion vessel and the valve holder entails, during the production of the expansion vessel, frequent adjustments of the machines and assiduous checks by the operators: this translates into a considerable loss of time without absolute certainty of the sealing effect over time.
Per ovviare a tutti i suddetti inconvenienti si è studiato e realizzato un nuovo porta valvola per vasi di espansione. In order to obviate all the aforesaid drawbacks, a new valve holder for expansion vessels has been studied and realized.
Uno scopo del nuovo porta valvola è richiedere una o poche operazioni di regolazione delle macchine e di controllo durante la sua unione alla parete del vasi di espansione. One purpose of the new valve holder is to require one or a few machine adjustment and control operations during its union to the wall of the expansion vessels.
Un altro scopo del nuovo porta valvola è assicurare un accoppiamento e saldatura perfetta con la parete del vaso di espansione anche quando la superficie del vaso di espansione per l'applicazione del porta valvola non fosse perfettamente piana. Another purpose of the new valve holder is to ensure perfect coupling and welding with the wall of the expansion vessel even when the surface of the expansion vessel for the application of the valve holder is not perfectly flat.
Un altro scopo del nuovo porta valvola è permettere la sua applicazione e saldatura sulla parete curva e non resa piana del vaso di espansione. Another purpose of the new valve holder is to allow its application and welding on the curved and not made flat wall of the expansion tank.
Un altro scopo del nuovo porta valvola è assicurare una unione e saldatura perfetta e durevole nel tempo con la parete del vaso di espansione. Another purpose of the new valve holder is to ensure perfect and long-lasting union and welding with the wall of the expansion tank.
Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo porta valvola per vasi di espansione comprendente un corpo genericamente cilindrico, atto a contenere la valvola, avente una appendice o parte terminale di unione alla parete del vaso di espansione conformata a doppia conicità. These and other direct and complementary purposes are achieved by the new valve holder for expansion vessels comprising a generically cylindrical body, suitable for containing the valve, having an appendix or terminal part of union to the wall of the expansion vessel shaped with a double conicity.
Sostanzialmente detta appendice o parte terminale di unione comprende una prima zona conica, di tenuta sul bordo del foro della parete del vaso di espansione, una zona cilindrica di inserimento ed accoppiamento con il bordo del foro della parete del vaso di espansione, atta ad impedire l'ingresso del metallo fuso all'interno del porta valvola, una seconda zona conica atta a facilitare l'inserimento ed il centraggio del porta valvola nel foro della parete del vaso di espansione. Substantially, said appendix or end joining part comprises a first conical area, sealing on the edge of the hole in the wall of the expansion vessel, a cylindrical area for insertion and coupling with the edge of the hole in the wall of the expansion vessel, designed to prevent the 'entry of the molten metal into the valve holder, a second conical zone designed to facilitate the insertion and centering of the valve holder in the hole in the wall of the expansion tank.
Entrambe le zone coniche di detta appendice o parte terminale di unione del nuovo porta valvola hanno convergenza rivolta nel verso di inserimento del nuovo porta valvola nel foro della parete del vaso di espansione. Both conical areas of said appendix or end joining part of the new valve port have convergence facing in the direction of insertion of the new valve port in the hole in the wall of the expansion tank.
La prima zona conica ha il suo diametro minore sostanzialmente uguale al diametro maggiore della seconda zona conica. Il diametro minore della prima zona conica ed il diametro maggiore della seconda zona conica sono sostanzialmente uguali al diametro della zona cilindrica intermedia. The first conical zone has its minor diameter substantially equal to the major diameter of the second conical zone. The minor diameter of the first conical zone and the major diameter of the second conical zone are substantially equal to the diameter of the intermediate cylindrical zone.
Detta prima zona conica presenta, sul suo lato opposto alla seconda zona conica, una porzione anulare piana ortogonale all'asse del corpo cilindrico del nuovo porta valvola. Said first conical zone has, on its side opposite to the second conical zone, a flat annular portion orthogonal to the axis of the cylindrical body of the new valve holder.
Il foro da praticare sulla parete del vaso di espansione, per l'inserimento del nuovo porta valvola ha diametro almeno quanto il diametro minore della prima zona conica e minore del diametro maggiore di detta prima zona conica. The hole to be made on the wall of the expansion vessel for the insertion of the new valve holder has a diameter at least as much as the smaller diameter of the first conical zone and smaller than the major diameter of said first conical zone.
Quando il nuovo porta valvola viene inserito nel foro della parete del vaso di espansione, lo spigolo del bordo di detto foro aderisce alla superficie della prima zona conica. Piccole differenze fra il diametro nominale ed il diametro reale del foro nella parete del vasi di espansione comportano che lo spigolo del bordo di detto foro della parete del vaso di espansione appoggi su una circonferenza di maggiore o minore diametro lungo la prima zona conica, ovvero una maggiore o minore penetrazione del nuovo porta valvola nella parete del vaso di espansione. When the new valve holder is inserted into the hole in the wall of the expansion tank, the edge of the edge of said hole adheres to the surface of the first conical zone. Small differences between the nominal diameter and the real diameter of the hole in the wall of the expansion vessel result in the edge of the edge of said hole in the wall of the expansion vessel resting on a circumference of greater or lesser diameter along the first conical zone, i.e. a greater or lesser penetration of the new valve holder into the wall of the expansion tank.
Il nuovo porta valvola viene unito alla parete del vaso di espansione con saldatura a resistenza per fusione: viene applicato un elettrodo alla parete del vaso di espansione ed un secondo elettrodo alla porzione anulare adiacente alla prima zona conica del nuovo porta valvola, ed applicata contemporaneamente una adeguata pressione fra nuovo porta valvola e parete del vaso di espansione. In tal modo il bordo del foro della parete del vaso di espansione viene stabilmente saldato alla superficie della prima zona conica del nuovo porta valvola. The new valve holder is joined to the wall of the expansion tank with resistance welding by fusion: an electrode is applied to the wall of the expansion tank and a second electrode is applied to the annular portion adjacent to the first conical zone of the new valve holder, and a adequate pressure between the new valve port and the wall of the expansion tank. In this way the edge of the hole in the wall of the expansion tank is stably welded to the surface of the first conical zone of the new valve holder.
In particolare essendo solamente il bordo del foro della parete in contatto con la superficie della zona conica si ha una notevole resistenza al passaggio della corrente e quindi un elevato calore generato per effetto Joule. In particular, since only the edge of the hole in the wall is in contact with the surface of the conical zone, there is a considerable resistance to the passage of the current and therefore a high heat generated by the Joule effect.
Eventuali differenze fra il diametro nominale ed il diametro effettivo del foro della parete del vaso di espansione vengono compensati dalla maggiore o minore penetrazione del nuovo porta valvola nel foro della parete del vaso di espansione. Any differences between the nominal diameter and the actual diameter of the hole in the wall of the expansion vessel are compensated by the greater or lesser penetration of the new valve holder into the hole in the wall of the expansion vessel.
Eventuali irregolarità di detto foro della parete del vaso di espansione vengono ovviate durante dell'unione per saldatura. Infatti durante la saldatura lo spigolo del bordo del foro della parete del vaso di espansione e parte della prima zona conica vengono fusi e, grazie alla contemporanea pressione di saldatura, la superficie della prima zona conica si adatta perfettamente allo spigolo del bordo della parete del vaso di espansione. Le caratteristiche del nuovo porta valvola saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo. Any irregularities in said hole in the wall of the expansion tank are obviated during the union by welding. In fact, during welding, the edge of the edge of the hole in the wall of the expansion vessel and part of the first conical zone are melted and, thanks to the simultaneous welding pressure, the surface of the first conical zone adapts perfectly to the edge of the edge of the vessel wall. expansion. The characteristics of the new valve holder will be better clarified by the following description with reference to the drawing tables, attached by way of non-limiting example.
Nelle figure 1 e 3 è illustrata una sezione del nuovo porta valvola (A), mentre nella figura 2 è illustrata una vista assonometrica del nuovo porta valvola (A). Figures 1 and 3 show a section of the new valve holder (A), while figure 2 shows an axonometric view of the new valve holder (A).
Il nuovo porta valvola (A) comprende un corpo genericamente cilindrico (1), atto a contenere la valvola (non illustrata in figura), avente una appendice o parte terminale di unione (2, 3, 4, 5) alla parete (P) del vaso di espansione conformata a doppia conicità. The new valve holder (A) comprises a generically cylindrical body (1), suitable for containing the valve (not shown in the figure), having an appendix or terminal part for joining (2, 3, 4, 5) to the wall (P) of the expansion tank conformed to double conicity.
Sostanzialmente detta appendice o parte terminale di unione (2, 3, 4, 5) comprende una prima zona conica (2) di tenuta sul bordo del foro della parete (P) del vaso di espansione, una zona cilindrica (3) di inserimento ed accoppiamento con il bordo del foro della parete (P) del vaso di espansione, atta ad impedire l'ingresso di metallo fuso all'interno del nuovo porta valvola (A), una seconda zona conica (4) atta a facilitare l'inserimento ed il centraggio del porta valvola (A) nel foro della parete (P) del vaso di espansione. Substantially, said appendix or end joining part (2, 3, 4, 5) comprises a first conical sealing area (2) on the edge of the hole in the wall (P) of the expansion vessel, a cylindrical area (3) for insertion and coupling with the edge of the hole in the wall (P) of the expansion vessel, designed to prevent the entry of molten metal into the new valve holder (A), a second conical area (4) designed to facilitate insertion and the centering of the valve holder (A) in the hole in the wall (P) of the expansion tank.
Entrambe le zone coniche (2, 4) di detta appendice o parte terminale (2, 3, 4, 5) di unione del nuovo porta valvola (A) hanno convergenza rivolta nel verso di inserimento del nuovo porta valvola (A) nel foro della parete (P) del vaso di espansione. Both conical areas (2, 4) of said appendix or terminal part (2, 3, 4, 5) joining the new valve port (A) have convergence facing the direction of insertion of the new valve port (A) in the hole of the wall (P) of the expansion tank.
La prima zona conica (2) ha il suo diametro minore sostanzialmente uguale al diametro maggiore della seconda zona conica (4). Il diametro minore della prima zona conica (2) ed il diametro maggiore della seconda zona conica (4) sono sostanzialmente uguali al diametro della zona cilindrica (3) intermedia. The first conical zone (2) has its minor diameter substantially equal to the major diameter of the second conical zone (4). The minor diameter of the first conical zone (2) and the major diameter of the second conical zone (4) are substantially equal to the diameter of the intermediate cylindrical zone (3).
Detta prima zona conica (2) presenta, sul suo lato opposto alla seconda zona conica (4), una porzione anulare piana (5) ortogonale all'asse del corpo cilindrico (1) del nuovo porta valvola (A). Said first conical zone (2) has, on its side opposite to the second conical zone (4), a flat annular portion (5) orthogonal to the axis of the cylindrical body (1) of the new valve holder (A).
Nella figura 3 è illustrata l'applicazione del nuovo porta valvola (A) nel foro della parete (P) di un vaso di espansione. Figure 3 illustrates the application of the new valve port (A) in the hole in the wall (P) of an expansion tank.
Il nuovo porta valvola (A) viene inserito nel foro precedentemente praticato sulla parete (P) così che la seconda zona conica (4) consenta il centraggio, sia manuale che automatizzato, del nuovo porta valvola (A), e così che la superficie della prima zona conica (2) appoggi sul bordo del foro della parete (P) del vaso di espansione. The new valve holder (A) is inserted into the hole previously made in the wall (P) so that the second conical area (4) allows the centering, both manual and automated, of the new valve holder (A), and so that the surface of the first conical zone (2) rests on the edge of the hole in the wall (P) of the expansion tank.
L'unione del nuovo porta valvola (A) alla parete (P) avviene mediante saldatura a resistenza per fusione: un elettrodo (E1) viene applicato e premuto sulla superficie interna della parete (P) del vaso di espansione, un secondo elettrodo (E2) viene applicato e premuto sulla superficie anulare piana (5) del nuovo porta valvola (A). La successiva applicazione di corrente elettrica fra detti due elettrodi (E1, E2), e la contemporanea pressione fra detti due elettrodi (E1, E2) comporta la parziale fusione del bordo del foro della parete (P) del vaso di espansione e della prima zona conica (2) del nuovo porta valvola (A) che vengono tra loro stabilmente saldati. The union of the new valve port (A) to the wall (P) takes place by means of fusion resistance welding: an electrode (E1) is applied and pressed on the internal surface of the wall (P) of the expansion vessel, a second electrode (E2 ) is applied and pressed on the flat annular surface (5) of the new valve holder (A). The subsequent application of electric current between said two electrodes (E1, E2), and the simultaneous pressure between said two electrodes (E1, E2) involves the partial melting of the edge of the hole in the wall (P) of the expansion vessel and of the first zone conical (2) of the new valve holder (A) which are stably welded together.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo. These are the schematic modalities sufficient for the skilled person to realize the invention, consequently, in concrete application there may be variations without prejudice to the substance of the innovative concept.
Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alla tavola acclusa si esprimono le seguenti rivendicazioni. Therefore, with reference to the preceding description and to the attached table, the following claims are expressed.
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| Publication number | Publication date |
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| WO2011089482A1 (en) | 2011-07-28 |
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