ITPD20120115A1 - Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato. - Google Patents

Description

MEMBRANA PER VASI DI ESPANSIONE CON BORDO MIGLIORATO Come è risaputo, i vasi di espansione sono quei dispositivi idraulici da installare in un impianto idraulico per prevenire ed attenuare alcune problematiche, come, ad esempio, i colpi di ariete, le sovrapressioni in un circuito idraulico chiuso, compensare la dilatazione termica.

In altri dispositivi idraulici, sempre della stessa natura dei vasi di espansione, come le autoclavi, il corpo in pressione mantiene la parte del liquido entro ragionevole intervallo di pressione per una notevole quantità di erogazione del liquido in uscita.

Questi ed altri dispositivi idraulici sono accomunati dal fatto di impiegare una membrana o setto di gomma o altro materiale elastomerico, notevolmente elastico per creare all’intemo di un corpo chiuso, generalmente metallico, una doppia camera di compartimentazione; generalmente denominate come camera lato acqua e lato aria.

Ciascuna di dette compartimentazioni, come indicato dalla loro denominazione, ha la specifica destinazione di accogliere i rispettivi fluidi.

Poiché il volume del alto acqua è quello imposto dalle esigenze deirimpianto idraulico, il volume del lato aria (caricato in genere con azoto od altro) è precaricato ad una pressione specifica, già all’atto della costruzione e portato alla pressione finale desiderata nelle fasi finali di installazione.

Infatti è importante che già in sede di costruzione che la membrana sia verificata, o dal lato acqua, ma più opportunamente dal alto aria, per prevenire una erronea installazione.

La installazione di una membrana entro un vaso di espansione o altro è generalmente eseguita tramite aggraffatura tra i due semigusci che costituiscono il vaso mediante il loro risvolto e pizzicamento del bordo della membrana.

Detto aggraffaggio e/o pizzicamento del bordo della membrana comporta una significativa compressione del suo bordo.

Questo è praticamente lo stato dell’arte.

Successivamente alla realizzazione e verifica della corretta installazione della membrana mediante caricamento di uno dei lati di compartimentazione, il generico vaso deve essere verniciato e posto nel forno di essicazione.

Naturalmente la temperatura a cui il forno porta i vari elementi per F essicazione della vernice sulle superfici esterne può essere piuttosto significativa anche per la membrana compresa internamente ad essi.

In particolare la zona di aggraffatura è portata alla stessa temperatura dei lembi che la aggraffano, comportando un notevole stress del materiale.

Inoltre se il materiale è compresso, l’innalzamento della temperatura a valori vicini a quelli di vulcanizzazione compromette le caratteristiche stesse del materiale, riducendo in maniera significativa le proprietà meccaniche.

Per sopperire a tale inconveniente ed avere un robusto bordo su cui possa essere sicuramente effettuata l’aggraffamento si è pensato di ingrossare notevolmente il bordo perimetrale.

Sebbene tale modifica abbia comportato un sicuro aggraffaggio, tuttavia per il livello di compressione raggiunto ed il successivo trattamento termico sono sorti altri problemi di affidabilità della tenuta della membrana, sollecitata notevolmente a compressione e deteriorata nelle sue caratteristiche prestazionali di tenuta idraulica.

Altro aspetto molto importante è dovuto alla difficoltà di posizionamento della detta membrana entro il semiguscio femmina, poiché un posizionamento non corretto comporta certamente un insufficiente compressione del bordo e quindi l’inevitabile sfilamento durante Γ utilizzo.

Per ovviare a tale incertezza, i costruttori pertanto hanno optato per un notevole dimensionamento del bordo, oltre le reali esigenze di tenuta idraulica, ma per avere la certezza di un trattenimento meccanico certamente adeguato, anche nella eventualità di un non corretto posizionamento della membrana entro il semiguscio femmina.

Infatti è da tenere in considerazione che il bordo, quando compresso, deve garantire sia il trattenimento meccanico, contro lo sfilamento della membrana soggetta ad un forza di sfilamento, e sia deve garantire una tenuta idraulica contro il trafilamento di liquido da una parte ed il trafilamento del gas dall’altro compartimentazione .

Attualmente la sezione del bordo delle membrane presenti sul mercato si configura e si caratterizza per una sezione semplice, con un profilo quadro o circolare.

E’ del tutto evidente che, in considerazione di una aggraffatura che comprenda appieno la suddetta semplice sezione (seppure raccordata con la parte centrale della membrana) esplica l’attività sia di trattenimento idraulico e sia di tenuta idraulica.

In considerazione della necessità di compensare eventuali disallineamenti, e quindi con il notevole dimensionamento del bordo, che viene oltremodo compresso, compromettendo la possibilità che lo stesso materiale possa garantire la tenuta idraulica, si è cercato di coinvolgere anche il raccordo del bordo ingrossato all’espletamento della funzione di tenuta idraulica, pizzicandolo leggermente.

Tuttavia la diversa compressione del bordo e del raccordo porta il materiale ad uno stress durante la cottura nel forno di verniciatura, diminuendo notevolmente Γ affidabilità della membrana.

Scopo dell’ oggetto della presente invenzione è mettere a disposizione una membrana che possa garantire una elevato fissaggio sul rispettivo vaso di espansione.

Altro scopo dell’oggetto della presente invenzione è mettere a disposizione una membrana che possa garantire al contempo anche una estrema affidabilità nel tempo.

Un ulteriore scopo dell’oggetto della presente invenzione è mettere a disposizione una membrana che non risenta significativamente delle caratteristiche prestazionali a seguito dello shock termico dovuto alla cottura entro i forni di essicazione della verniciatura esterna.

Altro scopo dell’oggetto delle presente invenzione è mettere a disposizione una membrana che possa essere agevolmente impiegata sui diversi modelli di vasi di espansione garantendo efficacemente sia la tenuta idraulica e sia la tenuta meccanica.

Altro scopo della presente invenzione è quella di mettere a disposizione una membrana che possa essere impiegata in sostituzione delle attuali membrane senza cambiamento della metodologia di aggraffaggio.

Altro scopo della presente invenzione è quella di mettere a disposizione una membrana che possa ridurre i costi di produzione di immagazzinamento e di installazione.

Tutti i sopradescritti scopi sono conseguiti dalla membrana oggetto dell’ invenzione secondo le rivendicazioni allegate.

In particolare la membrana oggetto dell’invenzione si configura per avere una perimetrazione con spessore del bordo a sezione differenziata, con almeno due spessori, a cui risulta delegata essenzialmente ad un primo spessore la funzione di tenuta meccanica e ad un secondo spessore la funzione di tenuta idraulica. Eventuali ulteriori differenze dello spessore del bordo possono essere presenti al fine di realizzare ulteriori e diversificati gradini per un migliore trattenimento meccanico e/o una migliore tenuta idraulica,

Vantaggiosamente i suddetti ulteriori differenze di spessore del bordo, che realizzano una discontinuità del bordo, seguono il profilo delle curve perimetrali dei semigusci che realizzano il vaso di espansione.

Vantaggiosamente la discontinuità tra i due spessori si configura con la definizione di un gradino che aumenta l’affidabilità di tenuta meccanica.

Un ulteriore vantaggio di tale membrana con bordatura a spessore differenziato consiste nel poter calibrare esattamente la compressione per gli scopi previsti. Vantaggiosamente la compressione della sezione per la tenuta meccanica può limitarsi ad un 15-17% della sezione del bordo a tale fine preposto.

Vantaggiosamente la compressione della sezione per la tenuta idraulica può limitarsi ad un 15-17% della sezione del bordo a tale fine preposto.

Un altro vantaggio della membrana con bordatura a spessore differenziato consiste nel poter comprimere in percentuale simile sia il bordo preposto alla funzione di tenuta meccanica sia il bordo preposto alla funzione di tenuta idraulica con una percentuale variabile tra 15-17% ad un 35-40%.

Preferibilmente la percentuale di compressione equivalente per lo spessore di bordo si attesta tra un 20% ed un 30%.

Un altro vantaggio della membrana con bordatura a spessore differenziato è di limitare gli stress del materiale, e soprattutto evitare stress differenziati, a seguito del trattamento termico entro un eventuale forno di verniciatura.

Altro vantaggio della membrana con bordatura a spessore differenziato è quella di potersi profilare in maniera del tutto generica e libera nella parte centrale, ad esempio per facilitare Γ immagazzinamento, con un profilo impilabile di una membrana sull’altra con il minimo ingombro dato dallo spessore a maggiore sezione.

Descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche dell’ invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nelle descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

La fig. 1 mostra una membrana secondo l’invenzione secondo una generica sezione ortogonale al piano di maggiore sviluppo della membrana stessa.

La fig. 2 mostra la membrana di fig. 1 appoggiata entro un semiguscio femmina secondo una vista in sezione.

La fig. 3 mostra un ingrandimento del particolare cerchiato di fig. 2 riferito al particolare della bordatura.

La fig. 4 mostra un esempio comparativo alla fig. 3 di bordo di membrana esistente.

La fig. 5 mostra un esempio alternativo rispetto alla fig. 4 di altro bordo di membrana esistente.

Con riferimento ai disegni si verifica chiaramente che il primo esempio di bordo 13 di membrana 12 per vasi di espansione 14 della prior art ha una sezione circolare, solo marginalmente raccordata con la parte centrale della membrana 12.

E’ evidente che tale configurazione, talvolta definita a goccia, nel caso in cui la parte di raccordo sia piuttosto evidente, coinvolge il trattenimento e sia la tenuta sulla stessa sezione.

Tale sezione del bordo 13 della membrana 12 della prior art è evidentemente poco efficace per il suo trattenimento alTintemo di un vaso di espansione 14 poiché ogni assenza di discontinuità non fornisce un valido e sicuro aggraffaggio, costringendo a fare affidamento ad un notevole compressione per garantirsi contro lo sfilamente della membrana 12 dall’ aggraffaggio tra i due semigusci che costituiscono l’involucro esterno del vaso di espansione 14.

Con riferimento ai disegni si verifica che un secondo esempio di bordo 11 di membrana 10 per vasi di espansione 14 della prior art ha una sezione quadrata, solo marginalmente raccordata con la parte centrale della membrana 10.

Anche in questo caso il trattenimento meccanico e la tenuta idraulica sono delegate allo stesso materiale del bordo 10.

Un evidente considerevole schiacciamento, dovuto ad esigenze meccaniche, comporta una notevole compressione del materiale, compromettendo le sue caratteristiche di elasticità a seguito del trattamento termico entro un forno di verniciatura.

Come evidentemente evidenziato nei disegni che espongono la membrana 1 oggetto dell’ invenzione, il bordo 15 presenta una spessore 2, 3 differenziato. Nel presente esempio la parte di bordo esterno 2 esplica la funzione, una volta aggraffato dalla parte curvata più esterna 8 del semiguscio femmina 7, di garantire il trattenimento meccanico contro lo sfilamento della membrana 1, a seguito delle azioni di pressione esercitata dai fluidi presenti entro il vaso di espansione.

La parte di bordo interno 3, solo pizzicato dalla parte curvata più interna 9 del semiguscio femmina 7, eventualmente in collaborazione con parte del semiguscio maschio opposto, esplica la funzione di garantire la tenuta idraulica. La discontinuità di spessore tra la parte di bordo esterno 2 e la parte di bordo interno 3 della membrana 1, crea un gradino 4, molto utile ed efficace per il trattenimento meccanico, e quindi la compressione per garantire rammorsamento può essere ragionevolmente limitata e ridotta fino ad un 20% della sezione pur garantendo una sicurezza equivalente a quella delle attuali membrana.

A titolo esemplificativo, con le sezioni di bordo 11, 13 rappresentate nei disegni di fig. 4 e 5 riferiti ad esempi di membrane della prior art, la percentuale di compressione della sezione non scende al di sotto di un 35%.

Con tale configurazione, e scindendo la funzione meccanica da quella di tenuta idraulica, è possibile estendere il bordo 15 della membrana 1 fino a superare la corona circolare sagomata del semiguscio femmina 7 e quindi raccordare la parte centrale 6 della membrana 1 con un raccordo 5 che si protende in direzione ortogonale alla giacitura della membrana 1.

Con tale raccordo si è verificato che la membrana 1 risulta meglio predisposta alla naturale inclinazione principalmente a partire dalla zona centrale 6 piuttosto che sollecitare il raccordo 5 di attaccatura al bordo 15, aumentando considerevolmente il numero di cicli di vita della membrana.

Una ulteriore vantaggiosa caratteristica, consentita da tale configurazione del raccordo 5 è la perfetta impilabilità della membrana 1 per il magazzinaggio con il minore ingombro possibile.

Un ultimo ma importante caratteristica, consentita da tale configurazione del raccordo 5 è il sicuro alloggiamento entro la sede del semiguscio femmina 7 del vaso di espansione, autocentrando la membrana 1 nella sua corretta posizione di installazione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato, caratterizzata dal fatto che la perimetrazione del bordo presenta uno spessore a sezione differenziata, con almeno due spessori, a cui risulta delegata essenzialmente al primo spessore una funzione di tenuta meccanica, ed ad un secondo spessore risulta delegata una funzione di tenuta idraulica quando risultano inserite ed aggraffate entro un vaso di espansione.
2. 2) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il primo bordo risulta aggraffato dal semiguscio femmina ed il secondo bordo risulta pizzicato tra il semiguscio femmina ed il semiguscio maschio.
3. 3) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la discontinuità tra il primo spessore più esterno ed il secondo spessore realizza una discontinuità a gradino aumentando il trattenimento meccanico della membrana aggraffata.
4. 4) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che ulteriori differenze di spessore del bordo , realizzano ulteriori gradini per il migliore trattenimento meccanico e/o una migliore tenuta idraulica.
5. 5) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che dette gradini realizzano una discontinuità del bordo seguendo il profilo delle curve perimetrali dei semigusci che realizzano il vaso di espansione.
6. 6) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la compressione del bordo deputato al trattenimento meccanico necessita di una compressione del 15-17% della sua sezione.
7. 7) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la compressione del bordo deputato alla tenuta idraulica necessita di una compressione del 15-17% della sua sezione.
8. 8) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la compressione del bordo deputato al trattenimento meccanico e del bordo deputato alla tenuta idraulica è equivalente e compresa tra il 15-17% ed un massimo del 35-40%.
9. 9) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che la percentuale di compressione del bordo deputato al trattenimento meccanico e del bordo deputato alla tenuta idraulica è equivalente e compresa tra il 20% ed un massimo del 30%.
10. 10) Membrana per vasi di espansione con bordo migliorato secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il raccordo del bordo della membrana con la sua parte centrale è diretto in senso ortogonale al piano di giacitura della membrana stessa.