ITTO20121029A1 - Gruppo valvolare per il riempimento ottimizzato dei volumi in una rete pneumatica - Google Patents

Description

“Gruppo valvolare per il riempimento ottimizzato dei volumi in una rete pneumaticaâ€

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale ai gruppi valvolari per l'impiego in reti pneumatiche. Nello specifico, la presente invenzione si riferisce a un gruppo valvolare predisposto per la gestione dei processi di riempimento di volumi in una rete pneumatica, quali ad esempio le camere di un attuatore lineare.

Tecnica nota e problema tecnico generale

In un gran numero di attività industriali e, in modo ancor più generale, in qualunque attività che richieda l'utilizzo di aria compressa, si fa massiccio ricorso a grandi compressori d'aria e a serbatoi nei quali l'aria compressa viene accumulata e mantenuta ad un determinato livello di pressione, tipicamente nell'intervallo 5 - 16 bar.

Come noto, gli utilizzatori pneumatici di impiego più comune funzionano con pressioni di esercizio ben al di sotto di quelle a cui à ̈ mantenuto il serbatoio (o i serbatoi) presenti nella rete pneumatica, motivo per cui à ̈ necessario l'utilizzo di riduttori di pressione a monte dei predetti utilizzatori al fine di rendere disponibile aria compressa alla corretta pressione di esercizio. Tuttavia à ̈ evidente che in tal modo si verificano forti dissipazioni di energia su ciascun riduttore di pressione.

In generale si può affermare che ogni caduta di pressione all'interno di un circuito pneumatico non accompagnata da una variazione compensatoria del valore di portata comporta una perdita netta di energia. Tale perdita di energia avviene per laminazione, ossia dissipando per attrito interno al fluido la quota di energia necessaria a compiere il salto di pressione.

Nelle reti pneumatiche in particolare si hanno notevolissime dissipazioni di energia durante i processi di riempimento dei volumi, ossia di capacità localizzate all'interno della rete stessa. Un tipico esempio à ̈ quello del riempimento delle camere degli attuatori lineari utilizzati per movimentare i vari assiemi funzionali di una macchina.

Ricordando che l'energia di una corrente fluida può essere espressa come il prodotto fra la pressione istantanea e la portata massica oppure - nel caso di un fluido accumulato in un serbatoio - come il prodotto fra la pressione e il volume all’interno del serbatoio stesso, in situazioni quali il riempimento di un volume confinato il fenomeno della laminazione à ̈ piuttosto evidente specialmente nelle prime fasi del transitorio di riempimento.

Infatti, durante il transitorio di riempimento si verifica una notevole laminazione di fluido ai capi del componente (generalmente una valvola pneumatica) che regola il flusso di fluido verso il volume da riempire.

In tale situazione si verifica per un certo intervallo di tempo un flusso di fluido con portata costante e caratterizzato da una forte caduta di pressione. I valori di portata e di caduta di pressione diminuiscono progressivamente a causa della pressurizzazione dell'aria all'interno del volume confinato e si annullano quando quest’ultimo assume lo stesso livello di pressione presente a monte della valvola pneumatica che regola il flusso di fluido.

È chiaro che in una rete pneumatica anche solo di medie dimensioni vi sono in ogni istante decine di processi di riempimento di questo tipo, ad esempio a causa delle condizioni periodiche di attivazione tipiche di alcuni processi produttivi.

In figura 1 à ̈ illustrato schematicamente un tratto terminale di una rete pneumatica in corrispondenza del quale si trova un volume V. Tale volume può essere rappresentato, nella pratica, da un serbatoio, da un attuatore pneumatico lineare o da qualunque altra capacità pneumatica localizzata. Una valvola di riempimento FV à ̈ in comunicazione di fluido con il volume V e con un tratto di rete pneumatica N che funge da sorgente di alimentazione del fluido. La valvola di riempimento FV à ̈ a sua volta controllata da segnali di pilotaggio PS di tipo pneumatico o elettrico.

La figura 1A illustra un’applicazione dello schema concettuale di figura 1 a un dispositivo di largo utilizzo pratico quale un attuatore pneumatico lineare CY. L’attuatore pneumatico lineare CY include un pistone P mobile all'interno di un cilindro e portante uno stelo S che in tal modo, seguendo il movimento del pistone P, à ̈ alternativamente ritraibile ed estraibile rispetto al cilindro. Il pistone P definisce altresì una coppia di camere V1, V2 che definiscono due volumi pneumatici.

La valvola di riempimento FV à ̈ qui rappresentata come un distributore a quattro bocche e due posizioni comprendente una prima posizione P1 c.d. a flusso parallelo e una seconda posizione P2 c.d. a flusso incrociato, le quali realizzano le operazioni di estrazione e ritrazione dello stelo S. La valvola di riempimento FV viene comandata attraverso segnali di campo PS secondo logiche di controllo prestabilite per l'impianto, ma dà luogo a forti dissipazioni di energia per quanto precedentemente descritto.

La vista schematica di figura 1A rappresenta la situazione tipica di qualunque attuatore pneumatico lineare come pure di qualunque volume all'interno di una rete pneumatica: nessun accorgimento particolare viene adottato per limitare la dissipazione di energia.

Per fornire un esempio numerico, si consideri un serbatoio di capacità pari a 10 1 (litri) pressurizzato a 6 bar e collegato attraverso la valvola FV all’attuatore CY, per il quale si può ipotizzare una cilindrata media delle camere V1 e V2 di circa 1 1 (litro).

Secondo le previsioni teoriche, dopo cinque attivazioni della valvola FV durante le quali si produce una fuoriuscita e una ritrazione dello stelo S (attivazione e disattivazione della valvola, rispettivamente) la pressione nel serbatoio dovrebbe essere pari alla metà del valore iniziale.

Tuttavia, a causa delle perdite energetiche per laminazione all'interno del serbatoio la pressione à ̈ inferiore a 3 bar, e la differenza fra quest’ultimo valore di pressione rispetto al valore teorico di 5 bar moltiplicata per il volume transitato nell'arco delle cinque attivazioni della valvola FV fornisce l’entità delle perdite energetiche per laminazione. Oltretutto, a seguito di ciascuna attivazione della valvola l'energia accumulata nelle camere V1, V2 viene irrimediabilmente dissipata nell'ambiente.

È evidente quindi la necessità di limitare quanto più possibile le perdite energetiche per laminazione al fine di minimizzare i costi di gestione di una qualsiasi rete pneumatica. La minimizzazione dei costi chiaramente contribuirebbe a una più efficiente gestione globale dell'impianto.

Scopo dell'invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare il problema tecnico precedentemente descritto. In particolare, scopo dell’invenzione à ̈ quello di ridurre al minimo le perdite energetiche per laminazione durante i transitori di riempimento di volumi all'interno di una rete pneumatica.

Sintesi dell'invenzione

Lo scopo dell'invenzione à ̈ raggiunto da un gruppo valvolare e da un procedimento di controllo del medesimo gruppo valvolare aventi le caratteristiche formanti oggetto di una o più delle rivendicazioni che seguono, le quali formano parte integrante dell'insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all'invenzione.

In particolare, lo scopo dell’invenzione à ̈ raggiunto da un gruppo valvolare, particolarmente per l’impiego in una rete pneumatica, includente:

- una prima valvola avente una prima bocca di ammissione, una bocca di scarico e una sezione di passaggio variabile fra detta prima bocca di ammissione e detta bocca di scarico, detta prima valvola includendo inoltre una seconda bocca di ammissione connessa fluidodinamicamente a valle di detta sezione di passaggio variabile, detta bocca di scarico essendo inoltre connessa a una bocca di uscita di detto gruppo valvolare,

- una seconda valvola che connette una prima bocca di alimentazione di detto gruppo valvolare a detta prima bocca di ammissione, detta seconda valvola essendo commutabile fra una posizione chiusa e una posizione aperta,

- almeno una terza valvola che connette detta seconda bocca di ammissione all'ambiente esterno, detta terza valvola essendo commutabile fra una posizione aperta e una posizione chiusa,

- un’unità di controllo predisposta per l'azionamento di dette seconda e almeno una terza valvola,

in cui detta seconda bocca di ammissione à ̈ predisposta inoltre per la connessione di fluido a una porzione predeterminata di detta rete pneumatica,

in cui detta bocca di alimentazione à ̈ predisposta per la connessione di fluido a una sorgente di portata di detta rete pneumatica, e detta bocca di uscita à ̈ predisposta per la connessione di fluido a un utilizzatore di detta rete pneumatica.

Lo scopo dell’invenzione à ̈ inoltre raggiunto da un procedimento per erogare una portata di fluido a un utilizzatore in comunicazione di fluido con la bocca di uscita di un gruppo valvolare del tipo appena descritto, il procedimento comprendendo le fasi di:

- rilevare una richiesta di portata da parte di detto utilizzatore,

- commutare detta seconda valvola e detta terza valvola in posizione chiusa per un primo intervallo di tempo,

- aspirare, durante detto primo intervallo di tempo, una prima portata di fluido da detta porzione predeterminata di detta rete pneumatica attraverso detta seconda bocca di ammissione di detta prima valvola,

- commutare detta seconda valvola in posizione aperta in un secondo intervallo di tempo, successivo a detto primo intervallo di tempo, abilitando un'aspirazione di una seconda portata di fluido da detta rete pneumatica attraverso detta prima bocca di ammissione, e

- commutare detta terza valvola in posizione aperta abilitando un'aspirazione di una terza portata di fluido dall'ambiente esterno attraverso detta seconda bocca di ammissione contestualmente a detta seconda portata di fluido.

Breve descrizione delle figure

L’invenzione sarà ora descritta con riferimento alle figure annesse, date a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1, precedentemente descritta, à ̈ una vista schematica di una sezione di rete pneumatica in corrispondenza della quale si trova una capacità pneumatica localizzata, ossia un volume,

- la figura 1A, precedentemente descritta, Ã ̈ una rappresentazione schematica di un'applicazione pratica dello schema di figura 1,

- la figura 2 Ã ̈ una vista schematica di un gruppo valvolare in base a varie forme di esecuzione dell'invenzione,

- la figura 3 Ã ̈ una vista schematica di una possibile forma di realizzazione di un componente indicato con la freccia III in figura 2,

- la figura 4 Ã ̈ una vista schematica di una variante del gruppo valvolare di figura 2,

- la figura 5 illustra una vista prospettica di una forma di esecuzione pratica del gruppo valvolare di figura - la figura 6 illustra una vista prospettica secondo la freccia VI di figura 5,

- la figura 7 illustra una vista prospettica secondo la freccia VII di figura 5

- la figura 8 illustra una vista prospettica secondo la freccia VIII di figura 5

- la figura 9 illustra una vista in trasparenza del gruppo valvolare di figura 4,

- la figura 10 illustra una sezione secondo la traccia X-X di figura 8,

- la figura 11 illustra una sezione secondo la traccia XI-XI di figura 8,

- la figura 12 illustra una sezione secondo la traccia XII-XII di figura 8, e

- la figura 13 illustra una sezione secondo la traccia XIII-XIII di figura 8.

Descrizione particolareggiata di forme di esecuzione preferite

Con riferimento alla figura 2, un gruppo valvolare in base a varie forme di esecuzione preferite dell'invenzione à ̈ indicato globalmente con il numero di riferimento 1 ed à ̈ qui rappresentato mediante un riquadro con linea a tratto e punto per indicare che esso comprende una serie di componenti distinti. Qualora venissero richiamati componenti già menzionati nell’ambito della descrizione delle figure 1 e 1A verranno utilizzati i medesimi numeri di riferimento.

Il gruppo valvolare 1 comprende una prima bocca di alimentazione IP, una seconda bocca di alimentazione IP’, una bocca di uscita OP, una prima valvola 2, una seconda valvola 4, una terza valvola 6, e un'unità elettronica di controllo CU operativamente connessa alle valvole 4, 6 ed eventualmente alla valvola 2, come verrà in seguito descritto. Le modalità di connessione fra le valvole 2, 4, 6 e l'unità di controllo CU, come pure le modalità di connessione dell'intero gruppo valvolare 1 rispetto alle valvole di riempimento FV verranno ora dettagliate.

La prima valvola 2 comprende una prima bocca di ammissione 8, una bocca di scarico 10 e una sezione di passaggio variabile 12, qui schematizzata con il simbolo di uno strozzatore regolabile, disposta fra la prima bocca di aspirazione 8 e la bocca di scarico 10. Una seconda bocca di ammissione 14 à ̈ connessa fluidodinamicamente a valle della sezione di passaggio variabile 12, in particolare essa à ̈ connessa fra la sezione 12 e la bocca di scarico 10. La bocca di scarico 10 à ̈ inoltre in comunicazione di fluido con la bocca di uscita OP del gruppo valvolare 1.

In una forma di esecuzione preferita, la prima valvola 2 Ã ̈ realizzata secondo quanto descritto nella domanda internazionale di brevetto pubblicata come WO 2012/101593 a nome della stessa Richiedente.

Nella fattispecie, con riferimento alla figura 3, la valvola 2 comprende un corpo B nel quale sono ricavate la prima bocca di ammissione 8 e la bocca di scarico 10. Nel corpo B sono ricavati inoltre:

- un condotto principale MD disposto fluidodinamicamente a valle della bocca di ammissione 8 e in comunicazione di fluido con essa, e

- un volume di aspirazione IV disposto fluidodinamicamente a valle del condotto principale MD e in comunicazione di fluido con esso e un ugello di uscita EN disposto fluidodinamicamente a valle del volume di aspirazione IV, e in comunicazione di fluido con esso e con la bocca di scarico 10.

I termini “a monte†e “a valle†sono qui riferiti ad un verso di flusso del fluido, che procede sostanzialmente dalla bocca di ammissione 8 alla bocca di scarico 10.

Il volume di aspirazione IV à ̈ inoltre in comunicazione di fluido con la seconda bocca di ammissione 14 mediante un condotto di aspirazione 15 sul quale à ̈ inserita una valvola di non ritorno 16 atta a permettere un flusso di fluido unicamente dalla bocca di ammissione 14 verso il volume di aspirazione IV. Di preferenza, la valvola di non ritorno 16 à ̈ precaricata, ad esempio con un elemento elastico 17, come illustrato schematicamente in figura 3.

Il condotto principale MD à ̈ sostanzialmente conformato come un ugello convergente-divergente (c.d. “ugello De Laval†) e comprende, in questa forma di esecuzione, un tratto convergente 18 in comunicazione di fluido con la bocca d'ingresso 8 disposto fluidodinamicamente a valle rispetto ad essa, un tratto a sezione ristretta corrispondente alla sezione variabile 12 disposto fluidodinamicamente a valle del tratto convergente 18 e in comunicazione di fluido con esso, e un tratto divergente 20 disposto fluidodinamicamente a valle del tratto a sezione ristretta 12, in comunicazione di fluido con esso e disposto inoltre fluidodinamicamente a monte e in comunicazione di fluido rispetto al volume di aspirazione IV.

Il tratto a sezione ristretta 12 ha area di passaggio variabile e modulabile tramite un gruppo attuatore 22 qui rappresentato schematicamente con linea a tratteggio.

Nella forma di esecuzione preferita oggetto della figura 2 la seconda valvola 4 e la terza valvola 6 sono valvole a due bocche e due posizioni di tipo pilotato. Ciò significa, come noto al tecnico del ramo, che lo spostamento dell'equipaggio mobile della valvola avviene mediante un segnale di pressione gestito da un’ulteriore valvola che in questo caso à ̈ pilotata elettricamente.

Per tale motivo in figura 2 il complesso di ciascuna valvola 4, 6 e di rispettive valvole di pilotaggio 40, 60 à ̈ compreso in un riquadro con linea a tratto e punto a cui à ̈ associato il medesimo numero di riferimento della valvola fra parentesi. Ciò non toglie, tuttavia, che le valvole 4, 6 possano integrare un gruppo di azionamento a bordo che non richiede quindi l'utilizzo di valvole di pilotaggio.

Ciò premesso, la seconda valvola 4 connette la bocca di alimentazione IP del gruppo valvolare 1 alla bocca di ammissione 8 della prima valvola 2.

La valvola 4 à ̈ allo scopo commutabile fra una prima posizione operativa di tipo chiuso, corrispondente a una condizione di riposo nella quale il collegamento fra la bocca IP e la bocca 8 à ̈ interrotto, e una seconda posizione operativa aperta nella quale il collegamento tra le predette bocche à ̈ invece abilitato. La valvola 4 include un elemento elastico di posizionamento 4A che mantiene la valvola 4 normalmente in posizione chiusa.

Alla valvola 4 Ã ̈ operativamente associata una prima valvola di pilotaggio 40 del tipo a tre bocche e due posizioni e commutabile fra una prima e una seconda posizione operativa. La valvola di pilotaggio 40 include un solenoide di azionamento 400 e un elemento elastico di posizionamento 410 che mantiene la valvola 40 in posizione normalmente aperta (prima posizione operativa).

La valvola di pilotaggio 40 à ̈ operativamente connessa a un’unità elettronica di controllo CU la quale à ̈ predisposta per l’invio di un segnale elettrico S4 al solenoide 400.

L’unità CU à ̈ una comune centralina elettronica programmabile, di per sé nota al tecnico del ramo, per cui non verrà descritta nel dettaglio.

Nella prima posizione operativa, la prima valvola di pilotaggio 40 connette la seconda bocca d'ingresso IP’ a una superficie di influenza della valvola 4, mediante la quale à ̈ possibile realizzare la movimentazione dell'equipaggio mobile di quest'ultima. Allo scopo, la valvola 40 gestisce una prima linea di pilotaggio P4 che trasmette un segnale di pressione corrispondente sostanzialmente alla pressione che insiste sulla bocca di alimentazione IP’. Nella seconda posizione operativa la connessione di fluido fra la bocca IP’ e la valvola 4 à ̈ interrotta e contestualmente la superficie di influenza sulla quale insiste il segnale pneumatico veicolato dalla linea di pilotaggio P4 à ̈ in vista di uno scarico (verso l’ambiente).

La valvola 6 à ̈ di preferenza identica alla valvola 4 ed à ̈ commutabile fra una posizione aperta e una posizione chiusa (di riposo), in cui un elemento elastico di posizionamento 6A mantiene la valvola 6 in posizione normalmente chiusa. La terza valvola 6 connette la seconda bocca di ammissione 14 all'ambiente esterno, indicato fra parentesi con il riferimento AMB. Sulla linea pneumatica di connessione fra l’ambiente esterno AMB e la valvola 6 à ̈ preferibilmente interposto uno strozzatore a sezione di passaggio variabile indicato con il numero di riferimento 61 e che può essere realizzato, nella pratica, con un grano filettato che parzializza in modo variabile una sezione di passaggio.

Alla valvola 6 Ã ̈ operativamente associata una seconda valvola di pilotaggio 60 identica alla valvola 40 (quindi tre bocche, due posizioni) e commutabile fra una prima e una seconda posizione operativa. La valvola di pilotaggio 60 include un solenoide di azionamento 600 e un elemento elastico di posizionamento 610 che mantiene la valvola 60 in posizione normalmente aperta.

La valvola di pilotaggio 60 à ̈ operativamente connessa all’unità elettronica di controllo CU la quale à ̈ predisposta per l’invio di un segnale elettrico S6 al solenoide 600.

Si osservi che in generale à ̈ preferibile che la posizione aperta delle valvole di pilotaggio 40, 60 sia del tipo unidirezionale, ossia atta a permettere un flusso di fluido unicamente verso la superficie di influenza delle corrispondenti valvole 4, 6.

Per converso, in entrambe le valvole 4, 6 (normalmente chiuse) à ̈ preferibile che la posizione aperta preveda la possibilità di un flusso bidirezionale di fluido.

Sempre in modo analogo alla prima valvola di pilotaggio 40, la seconda valvola di pilotaggio 60 nella prima posizione operativa connette la seconda bocca di alimentazione IP’ del gruppo valvolare 1 con una superficie di influenza della valvola 6 mediante la quale si realizza la movimentazione dell'equipaggio mobile di quest'ultima. Allo scopo, la valvola 60 gestisce una seconda linea di pilotaggio P6 che trasmette un segnale di pressione corrispondente sostanzialmente alla pressione che insiste sulla bocca di alimentazione IP’.

Nella seconda posizione operativa la connessione di fluido fra la bocca IP’ e la valvola 6 à ̈ interrotta e contestualmente la superficie di influenza sulla quale insiste il segnale pneumatico veicolato dalla linea di pilotaggio P6 à ̈ in vista di uno scarico (verso l’ambiente). Si osservi che la presenza di una seconda bocca di alimentazione IP’ che sostanzialmente serve le sole valvole di pilotaggio 40, 60 à ̈ prevista essenzialmente in ragione del fatto che le predette valvole di pilotaggio esigono un filtraggio più accurato dell’aria in ingresso, per cui si preferisce in generale creare una bocca di alimentazione dedicata piuttosto che una derivazione dalla bocca IP in quanto ciò rende più agevole l’installazione di un elemento filtrante F (figure 2, 4). Le bocche di ammissione IP e IP’ ricevono tuttavia l’aria dalla medesima sorgente, quindi sono di fatto connesse in derivazione rispetto alla rete pneumatica, ma ad ogni modo sul gruppo valvolare 1 esse risultano di preferenza separate. Ciò non toglie tuttavia che in forme di esecuzione alternative si possa avere unicamente la bocca IP, con una derivazione che porta l’alimentazione alle valvole 40, 60 realizzata internamente al dispositivo e con un elemento filtrante pure incorporato entro il dispositivo.

Venendo alla valvola 2, la seconda bocca di ammissione 14 à ̈ inoltre connessa, mediante un tratto di collegamento 140, a una porzione predeterminata della rete pneumatica N selezionata in base a un criterio di densità energetica. Si osservi, come si vedrà più avanti, che ciò non esclude che la predetta porzione predeterminata ed energeticamente densa possa esser costituita da un utilizzatore della rete pneumatica (ad esempio connesso alla bocca OP) in quanto si può ben ritenere che anche un utilizzatore faccia parte della rete pneumatica N stessa.

A titolo di esempio in figura 2 à ̈ indicata fra parentesi una delle possibili soluzioni di collegamento del gruppo 1 a un volume energeticamente denso, che in tal caso risulta essere una porzione di volume operativamente associata al volume di cui si gestisce il processo di riempimento. Il tutto risulterà più chiaro dall’esame della successiva figura 4, ove l’utilizzatore del quale vengono gestiti i processi di riempimento à ̈ un attuatore pneumatico lineare a due camere, le quali alternativamente fungono da ambiente energeticamente denso. naturalmente l’ambiente energeticamente denso potrebbe trovarsi, in dipendenza dalle caratteristiche della rete, altrove.

In altre parole, ma il concetto risulterà più chiaro dalla descrizione che segue, il collegamento di fluido della seconda bocca di ammissione 14 alla rete pneumatica N avviene selezionando il punto di collegamento fra quelli in corrispondenza dei quali vi à ̈ il passaggio di una corrente fluida con un più alto livello di energia o nei quali sussiste una ambiente stagnante caratterizzato da un alto livello di pressione.

L'unità elettronica CU à ̈ inoltre operativamente connessa alle valvole di riempimento FV, delle quali legge e rinvia, se necessario, il segnale PS che risulta essere anche una variabile in ingresso per l'unità elettronica di controllo CU. È previsto inoltre che l’unità CU sia operativamente connessa a uno o più sensori che sono atti a fornire informazioni sul volume i cui processi di riempimento/svuotamento sono gestiti mediante il gruppo valvolare 1. Nella fattispecie, qualora tale volume fosse quello delle camere di un attuatore lineare (ad esempio le camere V1, V2 – cfr. fig. 1), l’unità CU riceverebbe anche un primo e un secondo segnale da un primo e un secondo sensore, rispettivamente, atti a rilevare una condizione di fine corsa dello stantuffo P entro la camicia dell’attuatore (si tratta di segnali in ingresso all’unità CU, quindi di segnali PSIN).

In alternativa à ̈ possibile inviare all’unità CU un segnale di avvenuto riempimento del volume asservito (V1 o V2, a seconda che si comandi una fuoriuscita o un rientro dello stelo S) o di avvenuto svuotamento del volume energeticamente denso (V2 o V1), a seconda che si comandi una fuoriuscita o un rientro dello stelo S. È inoltre possibile inviare entrambe i segnali in modo da aumentare l’affidabilità delle informazioni trasmesse: un segnale potrebbe svolgere una funzione “diagnostica†rispetto ai dati dell’altro segnale e viceversa. In caso di discrepanze l’unità CU potrebbe inviare un segnale di malfunzionamento all’utente. In ogni caso si tratta sempre di segnali PSIN.

Per meglio apprezzare questa caratteristica i segnali di campo PS schematicamente rappresentati in figura 2 sono stati etichettati con i riferimenti PSINe PSOUTdove i versi di ingresso e di uscita sono riferiti chiaramente all'unità di controllo CU.

Il funzionamento del gruppo valvolare 1 à ̈ il seguente. Il gruppo valvolare 1 si inserisce logicamente e fisicamente a monte di un gruppo di comando delle una o più valvole di riempimento FV operativamente connesse al volume V. Nella fattispecie, la bocca di alimentazione IP viene connessa a una sorgente di portata della rete pneumatica N, mentre la bocca di uscita OP viene connessa alle una o più valvole di riempimento FV. Grazie all'unità di controllo CU, il gruppo valvolare 1 legge i segnali di campo PS (PSIN) che determinano il riempimento del volume V e realizza tramite le valvole 2, 4, 6 una sequenza di fasi il cui risultato à ̈ il riempimento del volume V alla pressione desiderata ma con un utilizzo inferiore di aria compressa rispetto alla situazione corrispondente alla figure 1, 1A.

La sequenza delle varie fasi e le operazioni nell'ambito di ciascuna di dette fasi sono gestite mediante set di istruzioni memorizzati in una memoria dell’unità elettronica di controllo CU e compilate in modo personalizzato rispetto alle caratteristiche della rete pneumatica N.

In sintesi il gruppo valvolare 1 e l’unità di controllo CU realizzano un procedimento per erogare una portata di fluido a un utilizzatore in comunicazione di fluido con la bocca di uscita OP, comprendente le fasi che verranno descritte in seguito.

Una prima fase consiste nel rilevare una richiesta di portata da parte del volume V mediante la lettura del segnale di campo PS (PSIN), che determina come detto l’azionamento della/e valvola/e FV e il riempimento del volume V.

Il segnale di campo PSINÃ ̈ inviato da un dispositivo esterno rispetto al gruppo valvolare 1 in funzione, ad esempio, delle richieste di portata istantanee del volume V o in generale della rete pneumatica. Tale fase determina l'inizio di un ciclo di riempimento ottimizzato del volume V.

A seguito della lettura dei segnali PSINda parte dell'unità di controllo CU, quest'ultima invia segnali S4 ed S6 ai solenoidi 400 e 600, rispettivamente, che provocano la commutazione delle valvole di pilotaggio 40, 60 nelle corrispondenti seconde posizioni operative, ossia mettendo a scarico il pilotaggio delle valvole 4, 6. L’azionamento delle valvola di pilotaggio 40, 60 (quindi in ultimo delle valvole 4, 6) avviene in funzione della lettura dei segnali PSIN. Si osservi che in generale i segnali PSINvengono letti dall’unità CU ma semplicemente transitano entro di essa e si dirigono verso le valvole FV (segnali PSOUT), sostanzialmente in modo contestuale alla loro lettura da parte dell’unità CU. Tuttavia, vi sono situazioni in cui l’unità CU rilancia con energia propria i segnali PSIN: ciò accade ogniqualvolta vi sia la necessità di imporre un ritardo temporale nella trasmissione del segnale dall’unità CU alle valvole FV (in tal caso i segnali PSOUTrisulterebbero sfasati in ritardo rispetto ai segnali (segnali PSIN).

In tal modo i segnali di pilotaggio veicolati mediante le linee P4 e P6 vengono istantaneamente annullati, annullando di conseguenza l’azione sulle superfici di influenza delle valvole 4, 6 di modo che queste ultime siano a loro volta commutate nelle corrispondenti posizioni chiuse grazie ai corrispondenti elementi elastici di posizionamento 410, 610.

Per inciso, si osservi che in condizioni di normale funzionamento almeno la valvola 4 à ̈ in posizione aperta. Le valvole di pilotaggio 40, 60 allo scopo sono normalmente nella prima posizione operativa (aperta) per veicolare costantemente un segnale di pilotaggio sulle corrispondenti superfici di influenza delle valvole 4, 6. Questo perché in assenza di segnali elettrici dovuti a un malfunzionamento à ̈ possibile comunque mantenere inalterata la funzionalità di riempimento dei volumi mantenendo aperte le valvole 4 (come detto) e 6.

Mettendo a scarico i pilotaggi delle valvole 40, 60 la bocca di ammissione 8 della valvola 2 viene quindi isolata rispetto alla rete pneumatica N e viene altresì chiuso il collegamento della seconda bocca di ammissione 14 con l'ambiente esterno AMB.

L'unico collegamento con la rete pneumatica N ancora aperto à ̈ quello del tratto 140 al quale affluisce aria proveniente da una porzione predeterminata della rete N corrispondente a una zona energeticamente densa.

Si osservi in generale che il gruppo valvolare 1 si presta bene a un'installazione di tipo personalizzato in una rete pneumatica poiché non à ̈ possibile conoscere a priori, senza sapere quale sia lo schema della rete, ove siano le zone energeticamente più dense della rete stessa, ossia le zone in cui il fluido possiede un più alto livello di energia e si trova in condizioni di sottosfruttamento. Nell’ipotesi di riempimento di una camera di un attuatore pneumatico lineare, un ambiente energeticamente denso (come si vedrà nella successiva figura 4) può essere costituito dalla camera opposta dell’attuatore, ossia quella che subisce uno svuotamento.

Oltre alle operazioni predette, durante la prima fase viene eseguita un’ulteriore operazione che si sviluppa globalmente lungo un intervallo di tempo trig, e che consiste nell’aspirare una prima portata di fluido attraverso la bocca 14, ossia dalla porzione predeterminata, energeticamente densa, della rete pneumatica N. Detta prima fase prende il nome di “fase rigenerativa†del ciclo di riempimento ottimizzato del volume V. si osservi che le valvole 4, 6, rimangono commutate in posizione chiusa per l’intero intervallo di tempo trig.

Trascorso l'intervallo di tempo trig, ed esaurita quindi la prima fase, segue una seconda fase del procedimento che consiste nel commutare attraverso l'unità di controllo CU la seconda valvola 4 in posizione aperta. Ciò avviene nella forma di esecuzione descritta diseccitando il solenoide 400 attraverso la cessazione del segnale S4, il che provoca la commutazione della valvola di pilotaggio 40 nella prima posizione operativa (aperta) sotto l'azione dell'elemento elastico di posizionamento 410. Questo ha come effetto la commutazione della valvola 4 in posizione aperta e il conseguente ripristino del collegamento di fluido fra la bocca di ammissione 8 e la bocca di alimentazione IP del gruppo valvolare 1.

In tal modo l'aria compressa, prelevata dalla rete pneumatica N, transita attraverso la sezione di passaggio variabile 12 e viene contestualmente aspirata una seconda portata di fluido attraverso la seconda bocca di ammissione 14, prelevandola attraverso il ramo 140 dall’ambiente energeticamente denso.

La sezione 12 può essere mantenuta a un valore fisso determinato dalle caratteristiche della rete pneumatica N o può essere variata in modo dinamico mediante un segnale di pilotaggio P12 che di preferenza riporta il valore di pressione presente all’interno dell’ambiente energeticamente denso.

In altre forme di esecuzione la stessa unità elettronica di controllo CU può essere operativamente connessa a un gruppo attuatore che à ̈ configurato per modulare il valore della la sezione 12.

Tale seconda fase avviene lungo un secondo intervallo di tempo tasp,successivo al primo intervallo di tempo trig, e prende il nome di “fase di aspirazione†. Si osservi che la portata massica smaltita attraverso la sezione corrispondente alla bocca di scarico 10 à ̈ maggiore della portata massica di aria compressa che viene prelevata direttamente dalla bocca di alimentazione IP (che quindi corrisponde a un'effettiva spesa in termini energetici) e che viene smaltita attraverso la bocca di ammissione 8, poiché la portata 10 à ̈ arricchita anche dall'ulteriore quota di portata attraverso la seconda bocca di ammissione 14.

Esaurito anche il secondo intervallo di tempo tasp, tramite l'unità elettronica di controllo CU viene comandata una diseccitazione del solenoide 600 attraverso la cessazione del segnale S6. Ciò definisce una terza fase del procedimento e provoca la commutazione in posizione aperta della valvola di pilotaggio 60 e la conseguente commutazione pure in posizione aperta della terza valvola 6, in quanto viene ripristinato il segnale di pilotaggio veicolato attraverso la linea P6 che porta l'equipaggio mobile della valvola 6 nella posizione aperta.

In questa fase il la valvola 2 e l’intero gruppo valvolare 1, di conseguenza, lavora aspirando una terza portata di fluido dall'ambiente esterno AMB attraverso la seconda bocca di aspirazione 14. Tale portata viene smaltita attraverso la bocca di scarico 10 assieme alla portata prelevata dalla rete pneumatica N ed entrante dalla bocca IP, la quale portata à ̈ quindi inferiore a quella effettivamente inviata al volume V.

Durante questa fase la sezione ristretta viene modulata in funzione del segnale di pressione P12; tale modulazione serve per adeguare la fluidodinamica del sistema alle condizioni di pressione che stanno variando velocemente all’interno del volume V.

Alla fine della suddetta fase, in funzione delle esigenze di riempimento del volume V, potrebbe verificarsi la chiusura della valvola 4. Se ciò si verificasse al ciclo successivo verrebbe chiusa solo la valvola 6 essendo la valvola 4 già chiusa.

Dunque il ciclo di riempimento ottimizzato si sviluppa utilizzando, nella sequenza sopra descritta e con eventuali sovrapposizioni degli effetti, tre portate di fluido:

- una prima portata di fluido attraverso la seconda bocca di aspirazione 14 e il tratto di collegamento 140, - una seconda portata di fluido attraverso la bocca di ammissione 8 (e la bocca di alimentazione IP) proveniente direttamente dalla rete pneumatica N e corrispondente a un’effettiva spesa energetica), e

- una terza portata di fluido aspirata dall'ambiente esterno AMB sempre attraverso la seconda bocca di ammissione 14.

È evidente che in tal modo si sfruttano i vantaggi della valvola 2 già descritti nella pubblicazione WO2012/101593 e li si combina con l'ulteriore aggiunta di una sorgente di portata realizzata mediante il collegamento della seconda bocca di ammissione 14 a una zona energeticamente densa dell'impianto.

Normalmente, la portata che transita attraverso la bocca di alimentazione IP risulta ridotta in maniera considerevole, tipicamente all'ordine del 50%, rispetto a quella che invece sarebbe necessaria utilizzando semplicemente la valvola di riempimento FV alimentata dai segnali di campo PS. Oltretutto grazie al gruppo valvolare 1 si minimizzano anche le dissipazioni di energia in zone energeticamente dense dell'impianto, che invece sarebbero inevitabili con soluzioni di tipo noto.

Con riferimento alla figura 4, in una vantaggiosa variante della presente invenzione il gruppo valvolare 1 può essere realizzato sdoppiando la terza valvola 6. Allo scopo, il gruppo valvolare di figura 4 à ̈ indicato con il riferimento 1’ e tutti i componenti identici a quelli precedentemente descritti sono indicati con gli stessi numeri di riferimento già adottati in precedenza.

In questa forma di esecuzione il gruppo valvolare 1’ comprende due valvole 6 che collegano la seconda bocca di ammissione 14 all'ambiente esterno AMB in modo indipendente fra loro. In altre parole, la bocca 14 à ̈ in vista di un nodo 141 dal quale partono due condotti di collegamento 140 afferenti alle valvole 6 - che sono quindi connesse in derivazione rispetto alla bocca 14 - e che vengono selettivamente messi in comunicazione di fluido con l'ambiente esterno AMB mediante le valvole 6 stesse.

I rimanenti componenti del gruppo valvolare 1’ sono identici a quelli del gruppo valvolare 1, come pure le modalità di collegamento.

A ciascuna valvola 6 à ̈ similmente associata la valvola di pilotaggio 60 che (nelle forme di esecuzione preferite qui descritte) riceve una portata d'aria direttamente dalla seconda bocca di alimentazione IP’ e la trasferisce su una superficie di influenza della corrispondente valvola 6. Sullo scarico verso l’ambiente esterno (AMB) di ciascuna valvola 6 à ̈ inoltre interposto lo strozzatore 61, di preferenza sempre realizzabile con un grano filettato parzializzatore.

Analogamente al caso precedente, la valvola 6 e la valvola 4 possono essere realizzate in una forma differente senza valvola di pilotaggio. Ad ogni modo la funzione rimarrebbe identica, poiché anche qualora le valvole 4, 6 fossero azionate direttamente mediante un solenoide il risultato sarebbe comunque quello della commutazione selettiva fra la posizione aperta e la posizione chiusa che invece nelle forme di esecuzione descritte avviene in modo indiretto tramite l'azione delle valvole di pilotaggio 40, 60.

Anche il procedimento per il riempimento del volume V à ̈ sostanzialmente invariato rispetto a quanto già descritto. L'unica differenza risiede nel fatto che lo sdoppiamento delle valvole 6 consente di gestire l’eventuale scarico di portata dal volume V con diverse tempistiche, in risposta a specifiche esigenze funzionali.

Inoltre, grazie allo sdoppiamento della valvola 6 à ̈ possibile avere una fase di aspirazione (con riferimento alla descrizione precedente) che può avvenire in tempi differenti semplicemente determinando un azionamento sequenziale di ciascuna delle valvole 6. Si osservi inoltre che in figura 4 à ̈ riprodotta la connessione del gruppo valvolare 1’ a un utilizzatore che consiste in un attuatore pneumatico lineare CY del tipo illustrato in figura 1 (sono utilizzati gli stessi numeri di riferimento). Il tecnico del ramo apprezzerà che l’attuatore pneumatico lineare CY può essere connesso con le medesime modalità anche al gruppo valvolare 1 nella forma di esecuzione illustrata in figura 2.

In ingresso alla valvola di riempimento FV, qui ad esempio del tipo a 4 bocche e 2 posizioni, afferiscono la bocca OP e il condotto 140 connesso a sua volta a un nodo 141 e alla seconda bocca di ammissione 14. Sul lato opposto della valvola FV si trovano invece due connessioni di fluido alle camere V1 e V2 dell’attuatore. Nelle suddette camere sono inoltre di preferenza disposti due sensori (uno per camera) che inviano segnali di tipo PSINall’unità CU e indicati con V1S, V2S, rispettivamente. Tali sensori (e di conseguenza ciò si applica al segnale da essi veicolato) possono essere, come già descritto, atti a rilevare una condizione di fine corsa dello stantuffo P entro la camicia dell’attuatore o atti a rilevare l’avvenuto riempimento del volume asservito (V1 o V2, a seconda che si comandi una fuoriuscita o un rientro dello stelo S) o l’avvenuto svuotamento del volume energeticamente denso (V2 o V1, a seconda che si comandi una fuoriuscita o un rientro dello stelo S. Si osservi che, sebbene la rappresentazione schematica delle figure faccia riferimento a una sola entità per non appesantire l’aspetto delle stesse, à ̈ possibile avere la contemporanea presenza si sensori di riempimento/svuotamento del volume e di sensori di fine corsa. In tal caso l’unità CU riceverebbe in ingresso (segnali PSIN) tutti i tipi di segnali inviati dai sensori suddetti, ossia il segnale di fine corsa e il segnale di avvenuto riempimento/svuotamento.

Anche in tal caso à ̈ possibile inviare entrambe i segnali V1S, V2S in modo da aumentare l’affidabilità delle informazioni trasmesse: un segnale potrebbe svolgere una funzione “diagnostica†rispetto ai dati dell’altro segnale e viceversa. In caso di discrepanze l’unità CU potrebbe inviare un segnale di malfunzionamento all’utente.

La modulazione del valore della sezione di passaggio 12 avviene tramite il segnale di pressione P12 che corrisponde sostanzialmente al valore di pressione nel nodo 141. Tale segnale, con riferimento al circolo delimitato da linea a tratto e punto in figura 3, viene riportato sulla superficie di influenza diviene riportato sul comando di una valvola proporzionale a due bocche e due posizioni indicata con il riferimento VPSEZdi tipo continuo a comando pneumatico, che di fatto realizza la sezione 12. La valvola predetta à ̈ normalmente aperta, per cui in assenza di segnale di pressione sul nodo 141 la sezione 12 ha area di passaggio massima.

La valvola si chiude proporzionalmente all’aumento della pressione nel nodo 141, in modo da mantenere la forma fluidodinamica del condotto MD ottimizzata in funzione delle condizioni di pressione.

Il controllo della valvola VPSEZpotrebbe essere di tipo elettrico e gestito tramite l’unità CU: in tal caso si renderebbe necessario l’utilizzo di un trasduttore di pressione posizionato sul nodo 141 il cui segnale di uscita dovrebbe essere collegato al’unità CU affinché questa possa inviare un segnale di pilotaggio corrispondente alla valvola VPSEZ.

Si osservi che durante l’ultima fase del procedimento sopra descritto in cui il volume da riempire (la camera V1 o V2) à ̈ connesso alla rete pneumatica attraverso la bocca IP, il valore di pressione che si instaura nella camera in svuotamento dell’attuatore (ambiente energeticamente denso) à ̈ proporzionale all’entità della chiusura del regolatore di flusso 61. Tale valore di pressione determina la modulazione della sezione ristretta 12, che inizia a chiudersi per limitare il consumo di aria prelevata dalla rete pneumatica N attraverso la bocca IP. Il valore della sovrappressione nella camera in svuotamento definisce di fatto la velocità di fuoriuscita/ritrazione dello stelo S: siccome lo scarico avviene attraverso le valvole 6, à ̈ possibile regolare la velocità di fuoriuscita/ritrazione dello stelo S semplicemente agendo sui grani definenti gli strozzatori 61.

Con la presenza di due valvole 6 e due grani 61 à ̈ possibile variare in modo molto fine la velocità di fuoriuscita e quella di rientro, e – come detto – gestire la movimentazione dello stelo con tempistiche diverse.

Si osservi che sarebbe possibile anche prevedere un solo grano 61, ma ciò rappresenterebbe una soluzione conveniente essenzialmente nel caso in cui le velocità di rientro e di fuoriuscita dello stelo S siano sostanzialmente identiche. Se così non fosse occorrerebbe regolare in modo continuo il grano 61 al fine di adattare la sezione di passaggio da questo individuata in funzione dell’azione di rientro o di fuoriuscita.

Entrambi i gruppi valvolari 1, 1’ consentono un forte risparmio energetico in tutte le applicazioni che prevedono il riempimento di volumi pneumatici o semplicemente l'erogazione di portata a un'utenza. Questo perché, definendo il rendimento dell'operazione di erogazione di portata come il rapporto fra l'energia erogata a un’utenza collegata al gruppo valvolare 1, 1’ (effetto utile) e l'energia assorbita dalla rete pneumatica N attraverso la prima bocca di alimentazione IP (spesa energetica) si avrebbe un numeratore costituito essenzialmente dal prodotto della portata smaltita attraverso la bocca di scarico 10 (e quindi OP) moltiplicato per la pressione media sulla bocca di ingresso (in ammissione) del volume V (tipicamente stimata a cavallo della/e valvola/e di riempimento FV). Tale pressione media à ̈ esprimibile come l’integrale nel tempo del prodotto di pressione e portata istantanee all’ammissione del volume V diviso l’intervallo di tempo stesso.

Al denominatore si avrebbe invece una quantità pari al prodotto della pressione disponibile sulla bocca di alimentazione IP molto più alta rispetto alla pressione media di esercizio del volume V e della portata smaltita attraverso la prima bocca di ammissione 8. Tale portata à ̈ decisamente minore rispetto a quella che transita attraverso la bocca di scarico 10, la quale invece si arricchisce dei contributi di portata che transitano attraverso la seconda bocca di ammissione 14.

Quindi il rendimento aumenta rispetto a un processo di riempimento tradizionale perché il numeratore risente di tutti i contributi di portata che costituiscono la portata smaltita attraverso la bocca 10, altrimenti pari sostanzialmente a quella smaltita attraverso la bocca 8. Si osservi che nella presente descrizione, ove non specificato, con il termine portata si intende sempre la portata massica.

Gli inventori hanno osservato che l'utilizzo di tale dispositivo in una comune applicazione pneumatica quale la movimentazione di un attuatore lineare pneumatico comporta un risparmio medio stimabile nell'ordine del 50%.

Con riferimento alle figure 5 a 13 verrà ora descritta a titolo esemplificativo una forma di realizzazione pratica del gruppo valvolare 1’. Tutti i componenti già descritti verranno indicati con il medesimo numero di riferimento.

Con riferimento alla figure 5 e 6, il gruppo valvolare 1’ à ̈ realizzato come una struttura a tre piastre sovrapposte 1A, 1B, 1C, ove la piastra 1B à ̈ compresa fra le altre due. in ciascuna delle piastre sono ricavati i canali di collegamento fra i vari componenti del gruppo valvolare 1’ e le sedi per le valvole 2, 4, 6, 40, 60.

Sulle piastre 1A e 1C sono inoltre realizzate le bocche di potenza e di pilotaggio già descritte e mediante le quali il gruppo valvolare 1’ può interfacciarsi con un utilizzatore.

Sulla piastra 1A in particolare sono realizzate le bocche OP e l’ingresso del canale 140.

Sulla piastra 1C (figura 7) sono invece realizzate le bocche IP e IP’. Inoltre, nella piastra 1C, come visibile nelle figure 5 e 12, sono realizzate le sedi per le valvole 60 (pure visibili in figura 12) e le sedi per i grani filettai 61 (pure visibili in figura 12).

Sempre nella piastra 1C trova posto un attuatore a membrana 201 che à ̈ configurato per la modulazione della sezione ristretta 12 della valvola 2.

Nella piastra 1B sono infine realizzate le sedi per le valvole 6 (visibili in figura 12), la sede per la valvola 2 (figure 10, 11, 13), per la valvola 4 (figure 10, 11) e per la valvola 40 (figura 13).

Con riferimento alla vista in trasparenza di figura 9, à ̈ da notare che tutte le valvole, per così dire, “principali†2, 4, 6, definiscono sostanzialmente delle strutture a cartuccia con assi rispettivamente X2, X4, X6 paralleli fra loro e – nelle figure – verticali. Le valvole di pilotaggio 40, 60 hanno invece assi rispettivamente X40 e X60 che sono sì paralleli fra loro, ma ortogonali rispetto agli assi delle valvole 2, 4, 6.

Con riferimento alle figure 10, 11, 13, la valvola 2 à ̈ realizzata di preferenza mediante una cartuccia 202 entro la quale à ̈ mobile un elemento otturatore 204. La cartuccia 202 reca sulla propria superficie esterna quattro gole anulari nelle quali sono alloggiate corrispondenti guarnizioni O-ring indicate con il riferimento OR. Tali guarnizioni individuano tre bande anulari che corrispondono ad altrettanti ambienti. Una prima banda anulare ospita infatti una prima schiera circonferenziale di fori radiali definenti la prima bocca di ammissione 8. Una seconda banda anulare ospita una seconda schiera circonferenziale di fori radiali che definiscono la seconda bocca di ammissione 14 , infine, la terza banda anulare ospita una terza schiera circonferenziale di fori radiali che definiscono la bocca di scarico 10. Si osservi inoltre che entro la piastra 1B à ̈ realizzata anche la sede per la valvola unidirezionale 15 della quale si può apprezzare il collegamento di fluido con la bocca 14, compreso per l’appunto fra due guarnizioni OR successive. Si osservi inoltre che fra la prima e la seconda schiera di fori sono definite tutte le sezioni 18, 12, 20 del condotto principale MD convergente-divergente. L’otturatore 204 à ̈ invece conformato come un corpo a simmetria cilindrica e sostanzialmente di forma a clessidra. L’otturatore 204 comprende quindi due allargamenti di sezione alle estremità: il primo, indicato con 206, à ̈ scorrevole in una corrispondente sede di guida nella piastra 1A; il secondo – indicato con 208 à ̈ alloggiato entro un bicchierino 210 dell’attuatore a membrana 201. Tale secondo allargamento di sezione, in corrispondenza di un tratto di raccordo con il resto dell’otturatore 204, definisce inoltre la sezione di passaggio variabile 12 (figura 10).

Tutti i componenti della valvola 2 sopra descritti sono coassiali all’asse X2 e l’otturatore 204 à ̈ mobile lungo l’asse X2 entro la cartuccia 202 grazie all’azione dell’attuatore a membrana 201 che riceve il segnale P12 (vedere ad es. figure 2, 3, 4).

Si osservi che la valvola 2 attraversa sostanzialmente tutte le piastre 1A, 1B, 1C del gruppo valvolare 1’, poiché la camicia 202 funge di fatto come un distributore di segnali per gli altri componenti del gruppo 1’ stesso.

Con riferimento infine alla figura 12, in essa à ̈ possibile osservare una schematizzazione del percorso dei segnali di pilotaggio P6 diretti verso le valvole 6 e la posizione degli elementi elastici 6A che insistono sugli elementi mobili delle valvole 6. Il riferimento PA6 designa uno spigolo pilotante delle valvole 6, ossia l’area in cui viene scoperta la sezione di passaggio durante il movimento dell’equipaggio mobile delle valvole 6.

Una triplice freccia con campitura nera uniforme indica infine il collegamento fra il canale 140 e le valvole 6: in altre parole, il circolo in alto a destra in figura 12 altro non à ̈ che la sezione del nodo 141.

Naturalmente, i particolari di realizzazione e le forme di esecuzione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato a titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito di tutela dell'invenzione.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo valvolare (1; 1’), particolarmente per l’impiego in una rete pneumatica (N), includente: - una prima valvola (2) avente una prima bocca di ammissione (8), una bocca di scarico (10) e una sezione di passaggio variabile (12) fra detta prima bocca di ammissione (8) e detta bocca di scarico (10), detta prima valvola (2) includendo inoltre una seconda bocca di ammissione (14) connessa fluidodinamicamente a valle di detta sezione di passaggio variabile (12), detta bocca di scarico (10) essendo inoltre connessa a una bocca di uscita (OP) di detto gruppo valvolare (1; 1’), - una seconda valvola (4) che connette una prima bocca di alimentazione (IP) di detto gruppo valvolare (1; 1’) a detta prima bocca di ammissione (8), detta seconda valvola (4) essendo commutabile fra una posizione chiusa e una posizione aperta, - almeno una terza valvola (6) che connette detta seconda bocca di ammissione (14) all'ambiente esterno (AMB), detta terza valvola (6) essendo commutabile fra una posizione aperta e una posizione chiusa, - un’unità di controllo (CU) predisposta per l'azionamento (S4, S6) di dette seconda (4) e almeno una terza valvola (6), in cui detta seconda bocca di ammissione (14) à ̈ predisposta inoltre per la connessione di fluido a una porzione predeterminata di detta rete pneumatica (N), in cui detta bocca di alimentazione (IP) à ̈ predisposta per la connessione di fluido a una sorgente di portata di detta rete pneumatica (N), e detta bocca di uscita (OP) à ̈ predisposta per la connessione di fluido a un utilizzatore (V; CY) di detta rete pneumatica (N). 2.Gruppo valvolare (1, 1’) secondo la rivendicazione 1, in cui a detta seconda valvola (4) à ̈ operativamente associata una prima valvola di pilotaggio (40) commutabile fra una prima e una seconda posizione operativa, in cui detta prima valvola di pilotaggio (40) à ̈ configurata, in detta prima posizione operativa, per connettere una seconda bocca di alimentazione (IP’) del gruppo valvolare (1, 1’) a una superficie di influenza di detta seconda valvola (4) per veicolare (P4) un segnale di pressione per l’azionamento di detta seconda valvola (4). 3. Gruppo valvolare (1, 1’) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui a detta terza valvola (6) à ̈ operativamente associata una seconda valvola di pilotaggio (60) commutabile fra una prima e una seconda posizione operativa, in cui detta seconda valvola di pilotaggio (60) à ̈ configurata, in detta prima posizione operativa, per connettere una seconda bocca di alimentazione (IP’) del gruppo valvolare (1, 1’) a una superficie di influenza di detta terza valvola (6) per veicolare (P6) un segnale di pressione per l’azionamento di detta terza valvola (6). 4. Gruppo valvolare (1, 1’) secondo la rivendicazione 3 in cui ciascuna valvola di pilotaggio (40, 60) include un solenoide di azionamento (400, 600) e un elemento elastico di posizionamento (410, 610) atto a mantenere ciascuna valvola di pilotaggio (40, 60) nella corrispondente prima posizione operativa, ciascun solenoide essendo atto a ricevere segnali di azionamento (S4, S6) da detta unità di controllo (CU). 5. Gruppo valvolare (1; 1’) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 o 4, in cui dette prima e seconda valvola di pilotaggio (40, 60), nella rispettiva prima posizione operativa, sono atte a veicolare un segnale di pressione che provoca una commutazione delle corrispondenti seconda (4) e terza valvola (6) nelle rispettive posizioni aperte. 6. Gruppo valvolare (1’) secondo una delle rivendicazioni 3 a 5, includente due terze valvole (6) in comunicazione di fluido con e connesse in derivazione a detta seconda bocca di ammissione (14). 7. Gruppo valvolare (1; 1’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta prima valvola include un condotto principale (MD) del tipo convergentedivergente e incorporante detta sezione di passaggio variabile (12) in corrispondenza di una sezione ristretta di esso. 8. Gruppo valvolare (1; 1’) secondo la rivendicazione 7, includente inoltre un volume di aspirazione (IV) disposto fluidodinamicamente a valle del condotto principale (MD), in cui detto volume di aspirazione (IV) à ̈ inoltre in comunicazione di fluido con la seconda bocca di ammissione (14) mediante un condotto di aspirazione (15) nel quale à ̈ inserita una valvola unidirezionale (16) atta a permettere un flusso di fluido unicamente da detta seconda bocca di ammissione (14) verso detto volume di aspirazione (10). 9. Procedimento per erogare una portata di fluido a un utilizzatore in comunicazione di fluido con la bocca di uscita (OP) di un gruppo valvolare (1; 1’) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, il procedimento comprendendo le fasi di: - rilevare una richiesta di portata da parte di detto utilizzatore (V; CY), - commutare detta seconda valvola (4) e detta terza valvola (6) in posizione chiusa per un primo intervallo di tempo (trig), - aspirare, durante detto primo intervallo di tempo (trig), una prima portata di fluido da detta porzione predeterminata di detta rete pneumatica attraverso detta seconda bocca di ammissione (14) di detta prima valvola (2), - commutare detta seconda valvola (4) in posizione aperta in un secondo intervallo di tempo (tasp), successivo a detto primo intervallo di tempo (trig), abilitando un'aspirazione di una seconda portata di fluido da detta rete pneumatica (N) attraverso detta prima bocca di ammissione (8), e - commutare detta terza valvola (6) in posizione aperta abilitando un'aspirazione di una terza portata di fluido dall'ambiente esterno (AMB) attraverso detta seconda bocca di ammissione (14) contestualmente a detta seconda portata di fluido. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui detta fase di rilevare una richiesta di portata da parte di detto utilizzatore (V; CY) include leggere, mediante detta unità di controllo (CU), segnali di campo (PS) diretti a una o più valvole di riempimento (FV) connesse alla bocca di uscita di detto gruppo valvolare (1; 1’), dette seconda e terza valvola (4, 6) essendo inoltre commutate mediante detta unità di controllo (CU) in funzione di detti segnali di campo (PS).