ITTO990644A1 - Multivalvola per un serbatoio di carburante gassoso per veicolo. - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

del Brevetto per Invenzione Industriale

La presente invenzione è relativa ad una multivalvola per un serbatoio di carburante gassoso per veicoli, in particolare gas metano o gas di petrolio liquefatti, comunemente noti come GPL.

Sono note multivalvole per serbatoi di carburanti gassosi per veicoli provviste di relativi dispositivo di sicurezza comprendenti, a loro volta, una valvola di sicurezza e dispositivi termofusibili in modo da scaricare all'esterno i gas contenuti nel serbatoio nei casi in cui la pressione interna al serbatoio o la temperatura raggiungano valori limite prefissati.

Le valvole di sicurezza comprendono generalmente un otturatore mobile sul quale agiscono le azioni opposte della pressione dei gas contenuti nel serbatoio e di una molla precaricata ad un valore di taratura corrispondente al valore limite di pressione. Quando la pressióne raggiunge tale valore limite, l'otturatore si sposta di una quantità che è inversamente proporzionale alla rigidezza della molla, mettendo in comunicazione il serbatoio con un'apertura di scarico.

Le valvole di sicurezza delle multivalvole note appena descritte risultano scarsamente efficienti e sicure, in quanto i tempi necessari'per scaricare i gas in eccesso e per riportare la pressione nel serbatoio al di sotto del livello prefissato di sicurezza risultano relativamente elevati e, comunque,· funzione della caratteristica della molla.

Infatti, la sezione di passaggio dei gas da scaricare risulta parzializzata dall'otturatore e proporzionale allo spostamento dell'otturatore stesso, per cui si genera una resistenza fluidodinamica che limita il deflusso dei gas stessi.

Il flusso dei gas scaricati risulta anche ostacolato per fatto che i gas stessi, per raggiungere l'apertura di scarico, in genere, devono attraversare una camera di alloggiamento della molla, incontrando l'ulteriore resistenza fluidodinamica generata dalla molla stessa.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una multivalvola per un serbatoio di carburante gassoso per veicoli, la quale consenta di risolvere i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una multivalvola per un serbatoio di carburante gassoso per veicoli comprendente una valvola di sicurezza per scaricare all'esterno almeno parte del detto carburante gassoso contenuto nel detto serbatoio; la detta valvola di sicurezza compren\dendo una cavità comunicante con una bocca di ingresso e con una bocca di uscita del detto carburante; mezzi di intercettazione di fluido disposti nella detta cavità e mobili tra una posizione di apertura, in cui mettono le dette bocche in comunicazione tra loro, ed una posizione di chiusura, in cui chiudono una delle dette bocche; caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di intercettazione comprendono un otturatore delimitante parzialmente una prima ed una seconda camera a volume variabile fra loro separate a tenuta di fluido; la detta prima camera essendo collegata ad un gruppo valvolare di pilotaggio per spostare il detto otturatore nella detta posizione di apertura quando la pressione del detto serbatoio supera un valore limite determinato.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista in pianta di una preferita forma di attuazione della multivalvola per un serbatoio di carburante gassoso per veicoli secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una sezione secondo la linea II-II della figura 1 ed illustra, in scala ingrandita, la multivalvola della figura 1 in una prima posizione funzionale; e

la figura 3 è una figura analoga alla figura 2 ed illustra la multivalvola della figura 1 in una seconda posizione funzionale.

Nella figura 1, con 1 è indicata una multivalvola per un serbatoio 2 di carburante gassoso per veicoli. La multivalvola 1 comprende una struttura 3, la qualeè solidalmente collegata ad una ghiera del serbatoio 2 mediante viti (non illustrate) e, a sua volta, comprende una flangia' 4 intermedia, una porzione 5 terminale estendentesi all''interno del serbatoio 2, ed una porzione 6 esterna al serbatoio 2 stesso.

La struttura 3 delimita una prima cavità 7 cilindrica, la quale si estende lungo un asse 8 ortogonale alla flangia 4, è delimitata da una parete di fondo 9 e da una parete laterale 10, e comunica con l'esterno attraverso un condotto 11 di scarico estendentesi ortogonalmente all'asse 8.

La cavità 7 alloggia una boccola 14 tubolare, la quale è avvitata a tenuta di fluido alla porzione 5> delimita un condotto 15 assiale di comunicazione con il serbatoio 2, e termina, dalla parte rivolta verso la parete 9, con un risalto 16 anulare delimitante una apertura 17 del condotto 15.

La struttura 3 delimita, inoltre, una seconda cavità 20 cilindrica, la quale si estende a partire dalla porzione 5 lungo un asse 18 parallelo all'asse 8 ed alloggia un corpo 21 cilindrico mantenuto in battuta contro uno spallamento 19 assiale ed accoppiato a tenuta di fluido alla struttura 3 stessa.

Il corpo 21 suddivide assialmente la cavità 20 in due càmere 22 e 23 opposte, delle quali la camera 22 comunica direttamente con il serbatoio 2, mentre la camera 23 comunica con l'esterno attraverso un foro 24 assiale ricavato nella porzione 6. Il corpo 21 è provvisto di una scanalatura 26 circonferenziale esterna, e di un foro 27 assiale passante, il quale pone in comunicazione le camere 22 e 23, comunica con la scanalatura 26, e presenta un ingresso ed un'uscita sfocianti nelle camere 22 e, rispettivamente, 23 e delimitati da relativi risalti 28 e 29 anulari rastremati .

Le cavità 7 e 20 definiscono le sedi di una valvola 30 di sicurezza, la quale comprende una valvola di scarico 31 ed una valvola 32 di pilotaggio della valvola 31.

La valvola 31 di scarico è del tipo on-off, ossia a due posizioni funzionali, ed è atta a scaricare all'esterno il carburante gassoso contenuto nel serbatoio 2 nei casi in cui la temperatura o la pressione interna al serbatoio 2 stesso raggiungano valori limite prefissati di sicurezza. La valvola 31 comprende un otturatore 33 cilindrico, il quale è accoppiato in maniera assialmente scorrevole ed a tenuta di fluido alla parete laterale 10, e suddivide la cavità 7 in due camere 35 e 36 opposte a volume variabile, delle quali la camera 35 è delimitata dalla boccola 14 e comunica con il condotto 11 in qualsiasi condizione funzionale, mentre la camera 36 è delimitata dalla parete di fondo 9 ed alloggia una molla 37 di spinta interposta tra l'otturatore 33 e la parete di fondo 9 stessa.

L'otturatore 33 porta una guarnizione a disco 40 disposta in posizione affacciata al risalto 16, ed è delimitato da due superfici 41 e 42 parallele opposte, delle quali la superficie 41 delimita la camera 35 e coincide con la superficie esterna della guarnizione 40, mentre la superficie 42 delimita la camera 36 e presenta una area maggiore di quella dell'apertura 17.

L'otturatore 33 è mobile, in uso, tra una prima posizione di chiusura (illustrata nella figura 3), nella quale la guarnizione 40 è disposta in battuta contro il risalto 16 per chiudere l'apertura 17, e la camera 35 è ridotta ad una camera anulare estendentesi attorno al risalto 16 e comunicante con il condotto 11, ed una seconda posizione di apertura o di scarico (illustrata nella figura 2), nella quale la molla 37 è compressa ed i condotti 11 e 15 comunicano entrambi con la camera 35.

La valvola 31 è pilotata dalla valvola 32, la quale comprende, oltre al corpo 21 tubolare, un organo 45, a sua volta, comprendente uno stelo 46 cilindrico intermedio estendentesi con gioco attraverso il foro 27, e due porzioni 47 e 48 terminali. La porzione 48 impegna la camera 22, è accoppiata allo stelo 46 mediante un accoppiamento a vite e madrevite, e porta un relativo anello 50 di tenuta affacciato al risalto 29, mentre la porzione 47 impegna un foro filettato di un corpo di estremità 51, il quale è alloggiato nella camera 22 e porta un relativo anello 49 di tenuta affacciato al risalto 28.

L'organo 45 è mobile tra una posizione di riposo (figura 3), nella quale l'anello di tenuta 50 è disposto in battuta contro il risalto 29, per isolare la camera .23 dalla scanalatura 26, ed una posizione operativa arretrata (figura 2), nella quale l'anello 49 è disposto in battuta contro il risalto 28, per isolare la camera 22 dalla scanalatura 26.

La valvola 32 comprende, inoltre, una molla 52, la quale circonda il corpo 51, è interposta tra il corpo 21 ed una flangia 53 terminale del corpo 51, ed è precaricata ad un valore di taratura predeterminato in base al valore limite della pressione interna ammissibile del serbatoio 2 per mantenere l'organo 45 nella sua posizione di riposo.

Le due valvole 31 e 32 comunicano tra loro attraverso un passaggio 54, il quale è ricavato nella porzione 6 della struttura 3 tra le cavità 7 e 20 parallelamente agli assi 8 é 18. In particolare, il passaggio 54 mette in comunicazione la camera 36 con la scanalatura 26, ed è chiuso verso l'esterno da un dispositivo 55 fusibile di sicurezza.

Il dispositivo 55 comprende un corpo 56 di chiusura realizzato di materiale fusibile ad una temperatura limite prefissata, ed un grano 57 forato assialmente ed avvitato alla struttura 3 per forzare ii corpo 56 a tenuta di fluido contro un riscontro 58 circondante il passaggio 54.

In uso, quando la pressione interna al serbatoio 2 e la temperatura del serbatoio 2 stesso sono al di sotto dei rispettivi valori limite prefissati, la multivalvola 1 funziona normalmente con l'organo 45 disposto nella posizione di riposo e l'otturatore 33 nella posizione di chiusura.

Con particolare riferimento alla figura 3, in tali condizioni, la camera 36 è, , da un lato, isolata dall'ambiente esterno grazie all'anello 50 disposto in battuta contro il risalto 29 e, dall'altro,· è in comunicazione con la camera 22 e, quindi, con il serbatoio 2 attraverso il passaggio 54, la scanalatura 26 ed.il foro 27. Pertanto, la camera 36 ed il condotto 15 presentano la medesima pressione, mentre la pressione della camera 35 è pari alla pressione esterna e la differenza tra le aree della superficie 42 e della parte di superficie 41 che chiude l'apertura 17 è tale da mantenere l'otturatore 33 nella posizione di chiusura .

Con riferimento alla figura 2, quando la pressione interna al serbatoio 2 supera il limite di sicurezza, l'azione esercitata sull'organo 45 dalla pressione di serbatoio 2 supera quella della molla 52 precaricata e l'organo 45 stesso trasla nella sua posizione arretrata. In tale condizione, la camera 36, da un lato, viene isolata dal serbatoio 2 grazie all'anello 49 che si dispone in battuta contro il risalto 28, mentre viene messa in comunicazione con la camera 23 e, quindi, con l'ambiente esterno, sempre attraverso il passaggio 54, la scanalatura 26 ed il foro 27. A causa della differenza di pressione presente tra il condotto 15 e la camera 36, l'otturatore 33 commuta istantaneamente nella posizione di scarico, e mette in comunicazione il serbatoio 2 con l'esterno per liberare il carburante presente in eccesso nel serbatoio 2 stesso.

Appena il valore della pressione di serbatoio 2 scende sotto il valore limite, l'azione della molla 52 riporta l'organo 45 nella posizione di riposo, in modo da riportare le camere 36 e 22 in comunicazione tra loro. La pressione della camera 36 si riporta al valore della pressione di serbatoio 2, e l'otturatore 33 commuta verso la posizione di chiusura a causa della differenza tra la pressione agente sulla superficie 42 e la pressione del gas scaricato agente sulla superficie 41.

Nel caso in cui la temperatura del serbatoio 2 raggiunga il valore limite prefissato di sicurezza, ad esempio a seguito di un incendio sul veicolo, il corpo 56 fonde mettendo il passaggio 54 e, quindi, la camera 36 in comunicazione con l'esterno attraverso il foro del grano 57. In tale condizione, sempre a causa della differenza di pressione che si genera tra il condotto 15 e la camera 36, l'otturatore 33 commuta nella sua posizione di scarico per liberare sostanzialmente tutto il carburante presente nel serbatoio 2.

Da quanto precede appare evidente che la multivalvola 1 consente di- scaricare rapidamente il carburante gassoso attraverso la valvola 31 di sicurezza in caso di emergenza.

Infatti, rispetto alle soluzioni note, l'otturatore 33 si sposta in modo sostanzialmente istantaneo senza parzializzare il passaggio del gas tra i condotti 11 e 15, dal momento che la traslazione dell'otturatore 33 stesso dipende dalle forze di pressione agenti sulle superfici 41 e 42 ed in misura trascurabile dall'azione esercitata dalla molla 37, il cui unico scopo è quello di trattenere l'otturatore 33 contro il risalto 16 durante una fase di montaggio. Pertanto, la resistenza che il gas scaricato incontra è estremamente ridotta rispetto alle soluzioni note, nelle quali l'otturatore apre in' modo parziale il passaggio del gas da scaricare, in quanto la forza di spostamento esercitata dal gas è contrastata dall'azione di una molla di precarico che esercita una forza di reazione proporzionale alla corsa dell'otturatore.

Inoltre, il carburante non incontra la resistenza generata dalla presenza di molle o altri elementi interposti tra i condotti 11 e 15, dal momento che la camera 35 comunica direttamente con il condotto 11.

Da quanto precede appare, infine, evidente che alla multivalvola 1 possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione.

In particolare, la multivalvola 1 potrebbe comprendere una valvola 30 di sicurezza diversa da quella illustrata e descritta a titolo di esempio, ma sempre provvista di mezzi atti a pilotare la valvola 31 di scarico per porre la camera 36 in comunicazione con l'ambiente esterno o, alternativamente, con il serbatoio 2, a seconda che si trovi in una condizione di funzionamento di emergenza oppure normale.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Multivalvola (1) per un serbatoio (2) di carburante gassoso per veicoli comprendente una valvola di sicurezza (30) per scaricare all'esterno almeno parte del detto carburante gassoso contenuto nel detto serbatoio (2); la detta valvola di sicurezza (30) comprendendo una cavità (7) comunicante con una bocca di ingresso (15) e con una bocca di uscita (11) del detto carburante; mezzi di intercettazione di fluido (33) disposti nella detta cavità (7) e mobili tra una posizione di apertura, in cui mettono le dette bocche (11)(15) in comunicazione tra loro, ed una posizione di chiusura, in cui chiudono una (15) delle dette bocche (11)(15); caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di intercettazione (33) comprendono un otturatore (33) delimitante parzialmente una prima (36) ed una seconda (35) camera a volume variabile fra loro separate a tenuta di fluido; la detta prima camera (36) essendo collegata ad un gruppo valvolare di pilotaggio (32) per spostare il detto otturatore (33) nella detta posizione di apertura quando la pressione del detto serbatoio (2) supera un valore limite determinato. 2.- Multivalvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto la detta bocca di uscita (11) comunica con la detta seconda camera (35), qualunque sia la posizione del detto otturatore (33). 3.- Multivalvola secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il detto gruppo valvolare di pilotaggio (32) comprende un organo (45) mobile tra una prima posizione operativa, nella quale è atto a mettere la detta prima camera (36) in comunicazione con il detto serbatoio (2), ed una seconda posizione operativa, nella quale mette la detta prima camera (36) in comunicazione con l'esterno. 4.- Multivalvola secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il detto gruppo valvolare di pilotaggio (32) comprende mezzi elastici precaricati (52) esercitanti una azione contro il detto organo (45) per mantenerlo nella detta prima posizione operativa. 5.- Multivalvola secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzata dal fatto,che il detto gruppo valvolare di pilotaggio (45) comprende una porzione (21) delimitante una'prima cavità (22) atta a comunicare con il detto serbatoio (2), ed una seconda’ cavità (23) comunicante con l'esterno; il detto organo (45) essendo atto isolare selettivamente la detta prima camera (36) dalle dette prima e seconda cavità (22)(23). 6.- Multivalvola secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che le dette prima e seconda cavità (22)(23) comunicano tra loro attraverso un foro (21) ricavato nella detta porzione (21) e presentante un ingresso ed una uscita sfociantì nelle dette prima (22) e seconda (23) cavità; il detto organo (45) impegnando il detto foro (27) per chiudere selettivamente il detto ingresso e la detta uscita. 7.- Multivalvola secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di comprendere un passaggio (26,54) di comunicazione tra il detto foro (27) e la detta prima camera (36). 8.- Multivalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un ulteriore , passaggio- (54) di comunicazione della detta · prima camera (36) con l'esterno; il detto passaggio (54) essendo chiuso da un corpo (56) fusibile ad una predeterminata temperatura. 9.- Multivalvola per un serbatoio di carburante gassoso per-veicoli, sostanzialmente come descritta ed illustrata nelle figure allegate.