ITTO970750A1 - Valvola a sfera con rilascio della pressione residua - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Valvola a sfera con rilascio della pressione residua "

DESCRIZIONE

SFONDO DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una valvola a sfera utilizzata su tubazioni per il flusso di un fluido compresso, e più in particolare ad una valvola a sfera con rilascio della pressione residua alla chiusura della valvola.

Descrizione della tecnica anteriore

E' tradizionalmente nota una valvola a sfera disposta su un passaggio di alimentazione di fluido verso una apparecchiatura funzionante a gas o a liquido, la quale apparecchiatura è azionata mediante alimentazione sotto pressione del fluido mediante apertura della valvola a sfera, e, dopo il funzionamento, la valvola a sfera è chiusa. In tale apparecchiatura, una pressione residua può provocare un funzionamento difettoso, richiedendo così il rilascio della pressione residua dopo la chiusura della valvola.

Per questo scopo, in alcuni casi tradizionali, è previsto un mezzo di rilascio della pressione residua nella valvola a sfera.

Tali valvole tradizionali comprendono una valvola avente un foro di sfiato per il rilascio della pressione residua previsto in una sfera, come descritto in JP-A-54-117.944, ed una valvola avente una gola di sfiato per il rilascio della pressione residua prevista in una sfera, come descritto in JP-U-5-71.550.

Nel dispositivo proposto da JP-A-54-117.944, incluso nella tecnica tradizionale, un unico foro di sfiato 22 attraversa una sfera 9 nella direzione di una luce di scarico 18, come illustrato nella figura 6. In questa configurazione, il foro di sfiato 22 dovrebbe forare la porzione avente una differenza di spessore t [t = (D2 - D1/2] tra il diametro esterno D2 della sfera 9 ed il diametro interno D1 del foro di passaggio del flusso 21, come illustrato nella figura 7. La dimensione m nella figura 7 non può essere fissata ad un valore piccolo allo scopo di evitare il danneggiamento di una sede lato secondario 10, illustrata nella figura 6, prodotto dalla rotazione nell'operazione di apertura/chiusura della sfera 9. Inoltre, la dimensione n non può essere fissata ad un valore molto piccolo, poiché può verificarsi un errore di centraggio della punta durante la foratura del foro di sfiato 22 o un rigonfiamento sul lato del foro per il passaggio del flusso 21 può essere prodotto dalla sua resistenza al taglio.

Il diametro esterno D2 della sfera 9 è, d'altra parte, limitato dal diametro interno minimo di una filettatura interna lato secondario 4a. A causa di una influenza diretta sulla resistenza al passaggio del fluido all'apertura della valvola, il diametro interno D1 del foro di passaggio del flusso 21 deve essere fissato ad un valore grande, allo scopo di evitare una riduzione dell'efficienza di una apparecchiatura ad aria.

Per le ragioni precedentemente menzionate, il diametro interno d del foro di sfiato 22 è limitato ad un valore molto piccolo (per un diametro di tubazione in un campo usuale compreso tra 1/4" e 1/2" (tra 6,35 mm e 12,7 mm), d è compreso tra <pl,5 e φ2,5 mm). Poiché il flusso dell'aria è ridotto dalla porzione di piccolo diametro d del foro di sfiato 22 al rilascio della pressione residua, vi è un difetto dovuto ad un lungo tempo di rilascio della pressione residua .

Nell'apparecchiatura avente la gola di sfiato a forma di U sulla superficie esterna della sfera come descritto in JP-U-5-71.550, è possibile ottenere una grande area effettiva di scarico rispetto al foro di sfiato precedentemente menzionato, e perciò ridurre il periodo di tempo per il rilascio della pressione residua. Tuttavia, la guarnizione della sede di valvola (corrispondente alle sedi 10 ed 11 nella figura 1 che illustrano la presente invenzione) è grattata dalla porzione d'angolo della gola di sfiato durante l'operazione di apertura/chiusura della valvola, e ciò tende a provocare un danneggiamento, con la conseguenza di un difettoso mantenimento della tenuta stagna e di una durata scadente.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione è stata sviluppata per risolvere i problemi precedentemente descritti, e fornisce una valvola a sfera con rilascio della pressione residua comprendente un corpo di valvola provvisto di organi di tenuta di forma anulare tra una apertura lato primario ed una apertura lato secondario; una sfera disposta nel corpo di valvola in modo da essere ermeticamente in contatto di strisciamento tra gli organi di tenuta di forma anulare; una luce di scarico comunicante con l'atmosfera, non comunicante con nessuna delle aperture, prevista nel corpo di valvola in corrispondenza di una sua porzione corrispondente al fondo della sfera sul lato opposto allo stelo di azionamento in rotazione,· un foro di passaggio del flusso in grado di comunicare o interrompere la comunicazione con le due aperture nel corpo di valvola mediante rotazione dello stelo di una manovella di azionamento, previsto nella sfera; ed un foro di sfiato che collega direttamente l'apertura lato secondario e la luce di scarico, previsto nella sfera, quando le due aperture ed il foro di passaggio del flusso non sono in comunicazione,· in cui un secondo foro di sfiato è realizzato in modo da mettere in comunicazione l'apertura lato secondario con il gioco dello stelo durante l'assenza di comunicazione del foro di passaggio del flusso per scaricare un fluido contenuto nell'apertura lato secondario dal secondo foro di sfiato attraverso un gioco tra la sfera e lo stelo ed attraverso un gioco tra il corpo di valvola e la sfera tramite la luce di scarico .

Quando la sfera è portata nella condizione di alimentazione di fluido (apertura della valvola: posizione ON), il foro di passaggio del flusso nella sfera realizza una comunicazione tra l'apertura lato primario e l'apertura lato secondario, in modo che il fluido scorra dall'apertura lato primario all'apertura lato secondario.

Quando la sfera è spostata nella posizione di scarico (chiusura della valvola:posizione OFF), l'apertura lato secondario comunica con la luce di scarico attraverso il foro di sfiato, ed il fluido compresso (pressione residua) nell'apertura secondaria è scaricato. Nello stesso tempo, il fluido compresso che è passato attraverso il secondo foro di sfiato è scaricato attraverso il gioco nella luce di scarico. Il rilascio della pressione residua è completato in un periodo di tempo molto breve sotto l'effetto di una grande area di sezione di passaggio del flusso risultante dalla somma dei due fori di sfiato.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 rappresenta una vista in sezione laterale che illustra una forma di attuazione secondo la presente invenzione in una condizione di scarico (chiusura della valvola);

la figura 2 rappresenta una vista in sezione laterale della stessa forma di attuazione nella condizione di alimentazione (apertura della valvola);

la figura 3 rappresenta una vista in sezione frontale della condizione di alimentazione (apertura della valvola) illustrata nella figura 2;

la figura 4 rappresenta una vista descrittiva che illustra una relazione tra un diametro esterno ed un diametro interno (foro di passaggio del flusso) di una sfera ed un diametro interno di un foro di sfiato nella figura 1;

la figura 5 rappresenta una vista laterale da destra della figura 4

la figura 6 rappresenta una vista in sezione corrispondente alla figura 1, che illustra una valvola a sfera tradizionale; e

la figura 7 rappresenta una vista in sezione corrispondente alla figura 4, che illustra la valvola a sfera della figura 6.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE

Una forma di attuazione della presente invenzione sarà ora descritta nel seguito con riferimento all'esempio illustrato nelle figure da 1 a 5.

La figura 1 rappresenta una vista in sezione laterale che illustra una forma di attuazione secondo la presente invenzione nella condizione di scarico (chiusura della valvola); e la figura 2 rappresenta una vista in sezione laterale della stessa forma di attuazione nella condizione di alimentazione (apertura della valvola).

Nelle figure 1 e 2, il numero di riferimento 1 indica un corpo di valvola avente una forma a tubo esagonale, nel cui centro assiale è formata una cavità di valvola cilindrica 2. Una apertura lato primario 3 ed una apertura lato secondario 4 sono formate sui due lati nella direzione assiale del corpo di valvola ed attraverso quest'ultimo, e filettature interne 3a e 4a sono formate in queste aperture 3 e 4, rispettivamente.

Nei disegni, il numero di riferimento 5 indica uno stelo disposto con un centro assiale passante per il centro della cavità di valvola 2 ed in una direzione Y-Y perpendicolare al centro assiale X-X delle aperture 3 e 4, il quale stelo è disposto in modo girevole nel corpo di valvola 1. Un'estremità dello stelo 5 sporgente all'esterno del corpo di valvola 1 ha la forma di un giunto 5a avente una sezione trasversale ovale, che è definita nella presente mediante il taglio di una sezione circolare sui due lati, con cui si impegna un foro di collegamento corrispondente 6a ricavato in una manovella di azionamento 6. Un dado 7 è collegato per avvitamento ad un'estremità distale dello stelo 5 in modo che la manovella 6 ruoti integralmente con lo stelo 5. Un arresto di rotazione 8 è formato integralmente con la superficie inferiore della manovella di azionamento 6.Quando la manovella di azionamento 6 è portata in una condizione di apertura della valvola, una superficie dell'arresto di rotazione 8 entra in contatto con una superficie esagonale esterna la del corpo di valvola 1. Quando la manovella di azionamento 6 è ruotata di 90° verso la direzione di chiusura, l'altra superficie dell'arresto di rotazione 8 entra in contatto con la superficie esagonale esterna la del corpo di valvola 1 per stabilire posizioni di apertura della valvola e di chiusura della valvola.

Nelle figure 1 e 2, il numero di riferimento 9 indica anche una sfera tagliata sui due lati e superiormente ed inferiormente, che è disposta in modo che la superficie sferica curva entri in contatto con una sede lato primario 10 di forma anulare ed una sede lato secondario 11 alloggiate sul lato dell'apertura lato primario 3 e sul lato dell'apertura lato secondario 4 nella cavità di valvola 2. Inoltre, porzioni di tenuta IOa ed Ila, disposte ermeticamente in contatto di strisciamento con la superficie esterna della sfera 9, sono formate in corrispondenza di porzioni di angolo interno delle sedi 10 ed 11. La sfera 9 è supportata in modo flottante e girevole dalle sedi 10 ed 11 nella cavità di valvola 2.

Le sedi 10 ed 11 sono realizzate in una resina che ha un'eccellente resistenza all'usura e proprietà lubrificante, come una resina fluorurata. La tenuta all'aria tra le sedi 10 ed 11 e la sfera 9 è mantenuta mediante pressione della sede 11 con un cappuccio di estremità 12 in impegno per avvitamento con l'apertura lato secondario 4.

Inoltre, una sede di linguetta 13 di impegno con lo stelo a forma di linguetta Woodruff è formata sulla porzione superiore della sfera 9. Pezzi di impegno a forma di linguetta Woodruff 14 e 15 formati integralmente all'estremità inferiore dello stelo 5 sono in impegno nella sede di linguetta 13 in modo che la rotazione dello stelo 5 provochi una rotazione solidale della sfera 9 intorno al centro assiale Y-Y dello stelo 5. I pezzi di impegno 14 e 15 sono formati l'uno separatamente dall'altro, ed un gioco 16 è formato nella sede di linguetta 13 di impegno con lo stelo. Il gioco 16 sbocca in, e comunica con un altro gioco 17 formato tra il corpo di valvola 1 e la sfera 9 nello spazio tra le sedi 10 ed 11.

Una luce di scarico 18 formata nel corpo di valvola 1 è disposta in modo da comunicare con il gioco 17. Un silenziatore 19 è collegato per avvitamento alla luce di scarico 18, ed ha una pezzo metallico sinterizzato permeabile integrato 20 in modo che il rumore sia ridotto dal pezzo metallico sinterizzato 20 al rilascio della pressione residua dalla luce di scarico 18.

Un foro di passaggio del flusso 21 diretto in una direzione perpendicolare al centro assiale Y-Y dello stelo 5, è formato nella sfera 9.

Il numero di riferimento 22 indica un primo foro di sfiato formato nella sfera 9, ed è realizzato in una posizione inclinata come illustrato nella figura 1 in modo da permettere un comunicazione tra l'apertura lato secondario 4 e la luce di scarico 18 quando la sfera 9 è posizionata in modo da ottenere la condizione di assenza di comunicazione del foro di passaggio del flusso 21 con le aperture 3 e 4. Il primo foro di sfiato 22 è uguale a quello tradizionale illustrato nella figura 6.

Nelle figure 1 e 2, il numero di riferimento 23 indica anche un secondo foro di sfiato ricavato nella sfera 9, ed è realizzato in una posizione inclinata come illustrato nella figura 1 in modo da permettere una comunicazione tra l'apertura secondaria 4 ed il gioco 16 formato nella sede di linguetta 13 di impegno con lo stelo quando il foro di passaggio del flusso 21 della sfera 9 si trova nella condizione di assenza di comunicazione con le aperture 3 e 4.

Sarà ora descritto il modo di funzionamento. Quando la manovella di azionamento 6 è ruotata nella direzione di apertura della valvola, una superficie dell'arresto di rotazione 8 entra in contatto con la superficie esagonale esterna la del corpo di valvola 1 definendo la posizione di apertura della valvola, e la sfera 9 è posizionata in modo da ottenere una condizione in cui il foro di sfiato 21 comunica con l'apertura lato primario 3 e l'apertura lato secondario 4, come illustrato nella figura 2. Di conseguenza, il fluido alimentato dall'apertura lato primario 3 è alimentato sotto pressione attraverso il foro di passaggio del flusso 21 della sfera 9 all'apertura lato secondario 4 azionando l'apparecchiatura collegata all'apertura lato secondario 4.

A questo punto, i fori di sfiato 22 e 23 sono situati posteriormente rispetto alla figura 2, non in comunicazione con l'apertura 3 o 4, in modo che il fluido alimentato non sia mai scaricato all'esterno della sfera attraverso il foro di sfiato 22 o 23.

Quindi, quando la manovella di azionamento 6 è ruotata di 90° dalla condizione di apertura come precedentemente descritto nella direzione di chiusura interrompendo l'alimentazione del fluido, l'altra superficie dell'arresto di rotazione 8 entra in contatto con la superficie esagonale esterna la del corpo di valvola 1 definendo la posizione di chiusura della valvola. Questa rotazione fa sì che la sfera 9 ruoti di 90° dalla condizione illustrata nella figura 2, ed il suo foro di passaggio del flusso 21 è diretto in una direzione perpendicolare alle aperture 3 e 4, interrompendo così l'alimentazione del fluido mediante isolamento delle aperture 3 e 4 per mezzo della sfera 9 come illustrato nella figura 1.

In questa condizione di chiusura della valvola, le estremità su un primo lato dei fori di sfiato 22 e 23 sono situate in corrispondenza dell'apertura secondaria 4 come illustrato nella figura 1 per una comunicazione. Di conseguenza, il fluido residuo sotto pressione che rimane nell'apparecchiatura azionata a pressione di fluido collegata all'apertura secondaria scorre dall'apertura secondaria 4 attraverso il primo foro di sfiato 22 ed il gioco 17, ed è scaricato dalla luce di scarico 18 nell'atmosfera. Durante questo scarico, il rumore prodotto dallo scarico è eliminato dal silenziatore 20.

Inoltre, il fluido residuo precedentemente menzionato è anche scaricato attraverso il secondo foro di sfiato 23 verso il gioco 16. Il fluido residuo sotto pressione scaricato nel gioco 16 scorre attraverso il gioco 17 nella luce di scarico 18, ed è scaricato dalla luce di scarico 18 nell'aria esterna, mentre il rumore è eliminato dal silenziatore 20.

Realizzando un passaggio di scarico della pressione residua con i due fori di sfiato 22 e 23 come precedentemente descritto, l'area complessiva della sezione per il flusso del fluido residuo sotto pressione diventa maggiore che nel caso di un unico foro di sfiato, permettendo così di ridurre il tempo di rilascio della pressione residua circa a metà.

Poiché lo scarico dal secondo foro di sfiato 23 può essere realizzato mediante l'uso del gioco tra la sfera 9 e lo stelo 5 e del gioco tra il corpo di valvola 1 e la sfera 9, questo passaggio di scarico può essere formato soltanto realizzando il secondo foro di sfiato 23, permettendo una facile realizzazione del passaggio di scarico.

La valvola a sfera con rilascio della pressione residua secondo la presente invenzione comprende due fori di sfiato per lo scarico: ciò riduce il tempo di scarico circa a metà, indipendentemente dalla capacità di pressione residua, e presenta grandi vantaggi, in particolare in un'operazione di rilascio della pressione residua durante l'eliminazione di una anormalità che si verifichi spesso.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola a sfera con rilascio della pressione residua comprendente un corpo di valvola provvisto di organi di tenuta di forma anulare tra una apertura lato primario ed una apertura lato secondario, una sfera disposta nel corpo di valvola suddetto in modo da essere ermeticamente in contatto di strisciamento tra gli organi di tenuta suddetti di forma anulare,-una luce di scarico comunicante con l'atmosfera, non comunicante con nessuna delle aperture suddette, prevista nel corpo di valvola suddetto in una sua porzione corrispondente al fondo della sfera sul lato opposto ad uno stelo di azionamento in rotazione; un foro di passaggio del flusso in grado di comunicare o di interrompere la comunicazione con le aperture suddette nel corpo di valvola mediante rotazione dello stelo tramite una manovella di azionamento, previsto nella sfera,· ed un foro di sfiato che collega direttamente l'apertura lato secondario e la luce di scarico suddetta, previsto nella sfera, quando le aperture suddette ed il foro suddetto di passaggio del flusso non sono in comunicazione; in cui un secondo foro di sfiato è realizzato in modo da mettere in comunicazione l'apertura lato secondario con il giunto dello stelo durante l'assenza di comunicazione del foro suddetto di passaggio del flusso in modo da scaricare fluido contenuto nell'apertura lato secondario dal secondo foro di sfiato attraverso un gioco tra la sfera e lo stelo ed attraverso un gioco tra il corpo di valvola e la sfera tramite la luce di scarico.
2. 2. Valvola a sfera con rilascio della pressione residua secondo la rivendicàzione 1, in cui la luce di scarico suddetta è provvista di silenziatori.