ITUB20154701A1 - Valvola deviatrice a separazione totale. - Google Patents

Description

VALVOLA DEVIATRICE A SEPARAZIONE TOTALE

La presente invenzione si riferisce a una valvola cosiddetta a separazione totale, in particolare una valvola deviatrice a separazione totale del tipo a tre vie.

Le valvole a separazione totale, specialmente in configurazione deviatrice a tre vie, uniscono alle caratteristiche di robustezza e affidabilità soluzioni costruttive che le rendono particolarmente adatte al controllo di fluidi aggressivi e/o non contaminabili. Il fluido viene a contatto solo con il corpo valvola e con il dispositivo di tenuta, tipicamente costituito da una membrana o da una leva di separazione. Questa soluzione preserva il fluido da contaminazioni, che ne possono alterare le caratteristiche chimico-fisiche, e da eccessivi sbalzi termici. Le valvole a separazione totale sono quindi adatte ad applicazioni nei settori alimentare, biotecnologico, chimico-farmaceutico e fisiologico-medicale .

Un esempio di realizzazione noto di una valvola a separazione totale, in particolare del tipo a tre vie, è mostrato in figura 1. La valvola, indicata complessivamente con il numero di riferimento 100, è provvista di un corpo valvola 102 all'interno del quale viene fatto scorrere un fluido. All'interno del corpo valvola 102 è previsto un otturatore a leva 104 azionato da un solenoide a trascinamento magnetico 106. Il movimento dell'otturatore a leva 104 viene comandato attraverso una serie di leve 108 e di rimandi 110 che rendono complicata la costruzione della valvola 100.

In aggiunta, le valvole a separazione totale provviste di leva di separazione richiedono una particolare conformazione dei condotti di ingresso e di uscita della valvola, limitando di conseguenza la libertà progettuale della parte fluidica della valvola stessa. Infatti, nella configurazione a tre vie la scelta costruttiva più diffusa, se non unica, è quella che prevede una leva di separazione oppure una doppia membrana.

I vincoli legati alla attuazione si ripercuotono anche sulle geometrie costruttive interne della valvola, complicandone il design a discapito della pulizia e della igienicità della valvola stessa. Questo inconveniente è ancor più critico se si considerano le tipiche applicazioni in ambito biomedicale o "food and beverage".

Un altro esempio di valvola a separazione totale secondo la tecnica nota è descritto nel documento EP 0085 298 Al. Anche in questa configurazione della valvola, tuttavia, si evidenzia come sia elevata la complessità costruttiva sia della parte fluidica, sia della parte di attuazione al fine di garantire la funzione di separazione totale. Nella valvola illustrata nel documento EP 0085 298 Al i condotti e le zone di tenuta, che tramite l'apertura e la chiusura di pistoni stabiliscono la direzione del flusso, presentano aree critiche dal punto di vista igienico. I condotti stessi hanno repentini cambi di direzione {angoli a 90° e 180°) che non favoriscono un normale scorrere del fluido e aumentano quindi le perdite di carico della valvola.

Scopo generale della presente invenzione è pertanto quello di realizzare una valvola a separazione totale, in particolare una valvola deviatrice a separazione totale del tipo a tre vie, che sia in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Nel dettaglio, è uno scopo della presente invenzione quello di realizzare una valvola deviatrice a separazione totale che garantisca una assoluta igienicità, in quanto i condotti principali interessati dai fluidi non sono provvisti di alcun componente aggiuntivo necessario alla deviazione del flusso o, in altre parole, la valvola è completamente "vuota" al proprio interno.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una valvola deviatrice a separazione totale che abbia la capacità di gestire potenze idrauliche elevate con forze di attuazione bassissime.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una valvola deviatrice a separazione totale che consenta di ottenere elevate velocità di deviazione del flusso, soprattutto nel caso di potenze idrauliche elevate.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una valvola deviatrice a separazione totale che sia affidabile, in quanto la deviazione del flusso principale, anche per potenze idrauliche elevate, è legata solamente a un effetto fisico e non a meccanismi e/o dispositivi aggiunti come leve, pistoni o paratie che potrebbero nel tempo essere soggetti a usura o malfunzionamenti.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una valvola deviatrice a separazione totale che consenta di minimizzare le dimensioni e il peso della valvola stessa anche per la gestione di potenze idrauliche elevate.

Ancora un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una valvola deviatrice a separazione totale che consenta di ottenere indirettamente, oltre alla deviazione del flusso, una miscelazione tra un liquido e aria, così da poter essere impiegata efficacemente, ad esempio, nel settore delle bevande per preparare bevande emulsionate come il cappuccino.

Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando una valvola a separazione totale, in particolare una valvola deviatrice a separazione totale del tipo a tre vie, come esposto nella rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione.

La valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione è stata progettata in particolare ma non esclusivamente per tutti quei settori tecnici in cui è necessario mantenere un elevato standard di igienicità, una affidabilità intrinseca della valvola stessa e una considerevole riduzione delle dimensioni, del peso e delle potenze elettriche in gioco. La valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione è provvista di una parte fluidica perfezionata per questi settori tecnici, dove sono necessari elevati standard di igienicità e "self-cleaning" , oltre che di prestazioni importanti in termini di pressioni e portate di lavoro. La parte attuatore, esterna al corpo fluidico, può essere inoltre costituita da un elemento fabbricato con una lega a memoria di forma (SMA o "shape-memory alloy") che garantisce numerosi vantaggi, quali una riduzione importante delle dimensioni e del peso, un basso consumo energetico, un'assoluta silenziosità, affidabilità e precisione.

La parte fluidica di per sé costituisce elemento di novità in quanto è studiata geometricamente per garantire la deviazione del flusso attraverso lo sfruttamento di un effetto fisico definito "effetto Coanda". L'effetto Coandà è la tendenza di un getto di fluido a seguire il contorno di una superficie vicina. Il fenomeno deve il suo nome al pioniere dell'aerodinamica rumeno Henri Coandà, il quale brevettò nel 1936, prima in Francia e poi negli Stati Uniti, alcuni strumenti che sfruttavano la proprietà di deviare un getto. Fino a oggi l'effetto Coandà è stato principalmente applicato in campo aeronautico attraverso diversi studi mirati a sviluppare aeromobili con profili particolari. Il vantaggio di questi aeromobili consisterebbe nella loro manovrabilità e nella loro capacità di volteggiare in aria. Un esempio pratico di questa applicazione si trova nel velivolo Antonov An-72, in cui il particolare posizionamento dei motori è stato studiato appositamente per sfruttare l'effetto Coandà. L'effetto Coandà è stato utilizzato anche in Formula 1, per alcuni anni e fino al 2013, attraverso forme di carrozzeria particolari in grado di indirizzare il flusso di aria rovente proveniente dagli scarichi ai lati del profilo estrattore posteriore, creando una sorta di "sigillo" aerodinamico utile ad aumentare l'efficienza dell'estrattore stesso e quindi il carico aerodinamico.

Da un punto di vista fisico/matematico, però, l'effetto Coandà si applica a un fluido generico e quindi non è limitato all'aria. La spiegazione del fenomeno, infatti, deriva dal fatto che il fluido, muovendosi lungo una superficie, provoca attrito che tende a farlo rallentare. La resistenza al movimento del fluido viene però applicata solo alle particelle di fluido immediatamente a contatto con la superficie. Le particelle di fluido esterne, a causa delle interazioni molecolari che tendono a tenerle unite a quelle interne, cambieranno dunque direzione verso le particelle di fluido interne a causa della differenza di velocità, facendo quindi aderire il fluido alla superficie.

Di conseguenza, essendo l'effetto Coandà legato a un fenomeno di attrito tra fluido e parete, nel caso di applicazioni con liquidi le forze di adesione in gioco sono nettamente superiori a quelle che si verificano con l'aria. Risulta quindi possibile deviare flussi importanti anche in condizioni di elevate portate/pressioni semplicemente progettando in modo opportuno le geometrie dei condotti della valvola. L'atto di deviazione del flusso viene semplicemente innescato da una perturbazione della superficie di adesione principale di un determinato condotto. Ciò permette di far aderire il flusso a una seconda superficie che fa capo a un condotto differente.

Per questa ragione le forze interessate alla deviazione del flusso sono minime, perché devono solo instaurare una perturbazione della superficie di adesione e quindi comportano forze di attuazione limitatissime, con relativi consumi elettrici praticamente trascurabili rispetto alla potenza idraulica gestibile. A ciò si aggiunge l'opportunità di provocare questa perturbazione attraverso un attuatore fabbricato almeno parzialmente con una lega a memoria di forma, con tutti gli ulteriori vantaggi che ne derivano in termini di compattezza, facilità di integrazione, bassi consumi e precisione nel controllo.

Le caratteristiche e i vantaggi di una valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

la figura 1 è una vista schematica di una valvola a separazione totale di tipo noto;

la figura 2 è una vista schematica di un primo esempio di realizzazione della parte fluidica di una valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione;

la figura 3 è una vista schematica di un secondo esempio di realizzazione della parte fluidica di una valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione;

la figura 4 è una vista schematica di una prima variante dell'esempio di realizzazione di figura 2;

la figura 5 è una vista schematica di una seconda variante dell'esempio di realizzazione di figura 2;

la figura 6 è una vista schematica di un terzo esempio di realizzazione della parte fluidica di una valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione; e

la figura 7 è una vista schematica della parte fluidica di una valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione, provvista di un rispettivo dispositivo attuatore.

Con riferimento in particolare alle figure da 2 a 7, vengono mostrati alcuni esempi di realizzazione preferiti di una valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione. La valvola comprende un corpo valvola 10 su cui sono ricavati un condotto di ingresso principale 12 per un fluido e almeno due condotti di uscita 14, 16 per tale fluido. Negli esempi di realizzazione illustrati nelle figure la valvola è del tipo a tre vie. Sono infatti previsti un primo condotto di uscita 14 per il fluido e un secondo condotto di uscita 16 per il fluido.

Ciascun condotto di ingresso 12 e di uscita 14, 16 è provvisto di una rispettiva superficie interna 18, 20 e 22 sulla quale aderisce il fluido nel passaggio da tale condotto di ingresso 12 per il fluido ad almeno uno dei condotti di uscita 14, 16 per il fluido. Nel dettaglio, il condotto di ingresso 12 per il fluido è provvisto di una propria superficie interna 18 di adesione del fluido, il primo condotto di uscita 14 per il fluido è provvisto di una prima superficie interna 20 di adesione del fluido, o superficie di adesione principale o preferenziale, e il secondo condotto di uscita 16 per il fluido è provvisto di una seconda superficie interna 22 di adesione del fluido, o superficie di adesione secondaria.

Su un canale di raccordo 24 interposto tra il condotto di ingresso 12 per il fluido e i condotti di uscita 14, 16 per il fluido è ricavato almeno un dispositivo di perturbazione di almeno una tra la prima superficie interna 20 di adesione del fluido e la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido. Il dispositivo di perturbazione è configurato per provocare una deviazione del flusso di fluido dal primo condotto di uscita 14 per il fluido al secondo condotto di uscita 16 per il fluido o viceversa attraverso lo sfruttamento di un effetto fisico definito effetto Coanda.

Il funzionamento della valvola a separazione totale mostrata in figura 2 è quindi quello di una tipica valvola deviatrice a tre vie che ha il compito di mettere in comunicazione il condotto di ingresso 12 per il fluido alternativamente con uno tra il primo condotto di uscita 14 per il fluido e il secondo condotto di uscita 16 per il fluido. In condizioni normali la valvola ha uno stato preferenziale di funzionamento che fa capo alla prima superficie interna 20 di adesione del fluido del primo condotto di uscita 14 per il fluido. In altre parole il fluido, per effetto Coanda, tenderà a seguire la superficie di adesione principale o preferenziale 20. La valvola è quindi normalmente aperta verso il primo condotto di uscita 14 per il fluido.

Non appena avviene una perturbazione della prima superficie interna 20 di adesione del fluido, provocata dal dispositivo di perturbazione che nell'esempio di realizzazione di figura 2 comprende almeno un orifizio di perturbazione 26 che si affaccia su tale prima superficie interna 20 di adesione del fluido, il flusso perde l'adesione alla prima superficie interna 20 di adesione del fluido e viene “ “richiamato" verso la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido del secondo condotto di uscita 16 per il fluido. In questo stato il fluido uscirà dal secondo condotto di uscita 16 per il fluido. Il fluido rimarrà in questo stato finché durerà la perturbazione provocata dal dispositivo di perturbazione. Di preferenza, l'orifizio di perturbazione 26 è interposto tra il canale di raccordo 24 e il primo condotto di uscita 14 per il fluido e si sviluppa lungo una direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione di sviluppo del canale di raccordo 24,

Nel momento in cui verrà meno la perturbazione, il fluido ritornerà ad aderire alla propria superficie principale o preferenziale 20. Ovviamente il funzionamento della valvola è strettamente legato al dimensionamento geometrico e alla forma dei condotti di ingresso 12 e di uscita 14, 16 per il fluido al fine di instaurare, in corrispondenza della zona di deviazione del flusso, le giuste condizioni fisiche atte a ottenere l'effetto Coanda.

La configurazione della valvola a separazione totale mostrata in figura 2 prevede un funzionamento monostabile, con una via preferenziale normalmente aperta garantita dalla geometria non simmetrica della valvola. E' possibile prevedere una differente configurazione in cui il comportamento della valvola è bistabile, come mostrato nell'esempio di realizzazione di figura 3.

La valvola di figura 3 comprende un corpo valvola 10 su cui sono ricavati un primo condotto di uscita 14 per il fluido e un secondo condotto di uscita 16 per il fluido simmetrici rispetto a un piano di mezzeria di tale corpo valvola 10. Il primo condotto di uscita 14 per il fluido e il secondo condotto di uscita 16 per il fluido hanno altresì la stessa sezione di passaggio per il fluido, nonché la stessa geometria.

Nell'esempio di realizzazione di figura 3 il dispositivo di perturbazione comprende una coppia di orifizi di perturbazione 26A e 26B. Un primo orifizio di perturbazione 26A è interposto tra il canale di raccordo 24 e il primo condotto di uscita 14 per il fluido e si affaccia sulla prima superficie interna 20 di adesione del fluido, mentre il secondo orifizio di perturbazione 26B è interposto tra il canale di raccordo 24 e il secondo condotto di uscita 16 per il fluido e si affaccia sulla seconda superficie interna 22 di adesione del fluido. Entrambi gli orifizi di perturbazione 26A e 26B si sviluppano lungo una direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione di sviluppo del canale di raccordo 24 e sono disposti lungo un medesimo asse.

In questo caso non esiste una superficie di adesione preferenziale per il fluido e il flusso rimane in adesione alle rispettive superfici di adesione 20 e 22 fino a che non viene perturbato rispettivamente attraverso il primo orifizio di perturbazione 26A e il secondo orifizio di perturbazione 26B. Nel momento in cui avviene la perturbazione il flusso devia verso la superficie opposta e vi rimane. La perturbazione quindi non è permanente, ma si interrompe immediatamente dopo il cambio di stato secondo il tipico comportamento bistabile di una valvola come quella di figura 3.

In figura 4 viene mostrata una prima variante dell'esempio di realizzazione di figura 2, in cui è prevista una possibile modalità di perturbazione applicata alla valvola monostabile. Il dispositivo di perturbazione della valvola comprende almeno una membrana di separazione 28 fabbricata con un materiale elastico, configurata per effettuare l'apertura e la chiusura di un rispettivo orifizio di perturbazione 26.

11 dispositivo di perturbazione della valvola comprende inoltre almeno un condotto di ingresso secondario 30 per un fluido di perturbazione, interposto tra il condotto di ingresso principale 12 per il fluido e una rispettiva membrana di separazione 28. Il condotto di ingresso secondario 30 per il fluido di perturbazione è posto selettivamente in comunicazione di fluido con un rispettivo orifizio di perturbazione 26 attraverso la rispettiva membrana di separazione 28.

In questa prima variante una minima parte del fluido proveniente dal condotto di ingresso principale 12 per il fluido attraversa, in pressione, il condotto di ingresso secondario 30 e fluisce attraverso il rispettivo orifizio di perturbazione 26, in modo da generare una perturbazione del flusso mediante l'attuazione della rispettiva membrana di separazione 28. La membrana di separazione 28 ha quindi lo scopo di mettere in comunicazione in modo selettivo e comandato il condotto di ingresso secondario 30 con l'orifizio di perturbazione 26. Allo stesso tempo la membrana di separazione 28 ha la funzione di separare la parte fluidica della valvola dalla parte di attuazione, che agisce sulla membrana di separazione 28 stessa. Il fluido in pressione, che attraversa prima il condotto di ingresso secondario 30 e poi l'orifizio di perturbazione 26, perturba la prima superficie interna 20 di adesione del fluido facendo in modo di deviare il flusso principale verso la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido. Nel momento in cui la membrana di separazione 28, tramite attuazione esterna, interrompe la comunicazione del condotto di ingresso secondario 30 con l'orifizio di perturbazione 26, la perturbazione cessa e il flusso ritorna ad aderire alla superficie di adesione principale o preferenziale 20 del primo condotto di uscita 14 per il fluido.

In figura 5 viene mostrata una seconda variante dell'esempio di realizzazione di figura 2, in cui è prevista una seconda modalità di perturbazione applicata alla valvola monostabile. Questa seconda modalità di perturbazione è particolarmente vantaggiosa nel caso in cui il fluido da deviare sia un liquido. Il dispositivo di perturbazione della valvola comprende almeno un elemento di apertura/chiusura 32 configurato per effettuare l'apertura e la chiusura a tenuta di un rispettivo orifizio di perturbazione 26. L'elemento di apertura/chiusura 32 è preferibilmente costituito da un piattello mobile di moto alternato lungo la direzione di sviluppo del rispettivo orifizio di perturbazione 26.

In questa seconda variante il flusso di fluido principale (liquido) viene perturbato semplicemente da un flusso di aria che proviene dall'esterno della valvola attraverso l'orifizio di perturbazione 26 quando il rispettivo elemento di apertura/chiusura 32 si trova in configurazione aperta. In condizioni normali 1'elemento di apertura/chiusura 32 mantiene chiuso l'orifizio di perturbazione 26. Il fluido percorre la superficie di adesione principale o preferenziale 20 ed esce attraverso il primo condotto di uscita 14 per il fluido. Nel momento in cui, tramite attuazione esterna, si interviene sull'elemento di apertura/chiusura 32, si mette in comunicazione l'orifizio di perturbazione 26 con l'ambiente esterno. Per effetto del passaggio del liquido, grazie all'effetto Venturi, viene richiamata aria all'interno dell'orifizio di perturbazione 26, creando un flusso di aria che perturba l'adesione del fluido alla prima superficie interna 20 di adesione del fluido. Il flusso principale devia quindi verso la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido. Con la richiusura dell'elemento di apertura/chiusura 32 si ripristina la configurazione iniziale della valvola.

Come mostrato in figura 6, un'ultima modalità di perturbazione del flusso di fluido all'interno del corpo valvola 10 può essere effettuata agendo direttamente sulla geometria di almeno una tra la prima superficie interna 20 di adesione del fluido e la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido. Il dispositivo di perturbazione è quindi provvisto di almeno una parete mobile 34 interposta tra il canale di raccordo 24 e almeno una tra la prima superficie interna 20 di adesione del fluido e la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido.

In una prima condizione normale o non operativa la parete mobile 34 è abbassata e la sua superficie operativa costituisce una parte della rispettiva superficie interna 20 di adesione del fluido. Il fluido percorre la superficie di adesione principale o preferenziale 20 ed esce attraverso il primo condotto di uscita 14 per il fluido. In una seconda condizione operativa, un movimento della parete mobile 34, come ad esempio il sollevamento mostrato in figura 6, forma una discontinuità sulla rispettiva superficie interna 20 di adesione del fluido, provocando una perturbazione del flusso che devia quindi verso l'altra superficie interna 22 di adesione del fluido.

La fase di deviazione del flusso di fluido dal primo condotto di uscita 14 per il fluido al secondo condotto di uscita 16 per il fluido o viceversa può anche essere controllata in maniera proporzionale. In altre parole, può essere possibile deviare in modo parziale e progressivo la quantità di fluido dal primo condotto di uscita 14 per il fluido al secondo condotto di uscita 16 per il fluido o viceversa.

Il controllo proporzionale della deviazione del flusso di fluido si può ottenere attraverso la parzializzazione della perturbazione. Ad esempio, con riferimento alla forma di realizzazione di figura 4, è possibile parzializzare il flusso di perturbazione che fluisce nell'orifizio di perturbazione 26 attraverso il controllo proporzionale dell'apertura della membrana di separazione 28. Infatti, per ottenere una deviazione completa del flusso dalla superficie di adesione principale 20 verso la superficie di adesione secondaria 22 è necessario che il "segnale" di perturbazione provocato dal flusso secondario, che fluisce prima attraverso il condotto di ingresso secondario 30 e poi attraverso l'orifizio di perturbazione 26, superi un valore di portata minimo predefinito. Per valori di portata inferiori si ottiene soltanto una parziale deviazione del flusso principale, che è in relazione alla portata di perturbazione.

Il controllo proporzionale della deviazione del flusso di fluido si può anche ottenere modificando la geometria del secondo condotto di uscita 16 per il fluido. Ad esempio, è possibile introdurre un meccanismo di movimentazione della seconda superficie interna 22 di adesione del fluido, che diventa in questo caso mobile. Infatti, allontanando la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido dal canale di raccordo 24, anche in presenza di una perturbazione massima, il flusso principale non riuscirà ad aderire completamente alla seconda superficie interna 22 di adesione del fluido stessa. Si otterrà quindi una parzializzazione della deviazione del flusso in funzione della distanza tra la seconda superficie interna 22 di adesione del fluido e il canale di raccordo 24.

Un'altra modalità per ottenere una deviazione parziale del flusso principale si evince dalla figura 6. Infatti, una parzializzazione della posizione della parete mobile 34, in termini di angolo formato rispetto alla prima superficie interna 20 di adesione del fluido, può decretare una deviazione parziale del flusso principale da tale prima superficie interna 20 di adesione del fluido alla seconda superficie interna 22 di adesione del fluido.

In figura 7 viene mostrata una forma di realizzazione vantaggiosa dello stadio di attuazione della valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione. Infatti, con una parte fluidica così compatta ed efficiente, risulta altrettanto vantaggioso applicare al dispositivo di perturbazione un dispositivo attuatore 36 fabbricato almeno parzialmente con una lega a memoria di forma. Una delle possibili configurazioni del dispositivo attuatore 36 è illustrata in figura 7 ed è applicata alla membrana di separazione 28 della valvola monostabile. Tuttavia, il dispositivo attuatore 36 fabbricato almeno parzialmente con una lega a memoria di forma, posto all'esterno del corpo valvola 10, può essere applicato anche agli altri esempi di realizzazione della valvola.

Il dispositivo attuatore 36 è provvisto di un filo 38 fabbricato con una lega a memoria di forma. Il filo 38, attraversato da una corrente elettrica, raggiunge per effetto Joule la sua temperatura di transizione di fase. La deformazione (accorciamento) che ne consegue imprime una forza di trazione su uno stantuffo 40 operativamente collegato alla membrana di separazione 28. Il movimento lineare dello stantuffo 40 determina l'apertura della membrana di separazione 28, mettendo così in comunicazione l'orifizio di perturbazione 26 con il condotto di ingresso secondario 30 per il fluido di perturbazione. Il fluido in pressione che scorre dal condotto di ingresso secondario 30 per il fluido di perturbazione all'orifizio di perturbazione 26 perturba la superficie di adesione principale o preferenziale 20, deviando il flusso sulla superficie di adesione secondaria 22.

Si è così visto che la valvola deviatrice a separazione totale secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati, ottenendo in particolare i seguenti vantaggi:

- assoluta igienicità della valvola, in quanto i condotti principali interessati dai fluidi non hanno alcun componente aggiuntivo necessario alla deviazione del flusso o, in altre parole, la valvola è completamente "vuota" al proprio interno;

- capacità di gestire potenze idrauliche elevate con forze di attuazione (in questo caso forze di "perturbazione") bassissime;

- elevate velocità di deviazione del flusso, soprattutto nel caso di potenze idrauliche elevate; - affidabilità della valvola, in quanto la deviazione del flusso principale, anche per potenze idrauliche elevate, è legata solamente a un effetto fisico e non a meccanismi e/o dispositivi aggiunti come leve, pistoni, paratie che potrebbero nel tempo essere soggetti a usura o malfunzionamenti;

- possibilità di minimizzare le dimensioni e il peso della valvola anche per la gestione di potenze idrauliche elevate;

- possibilità di ottenere indirettamente, oltre alla deviazione del flusso, una miscelazione tra un liquido e aria.

Inoltre, se si considerano il caso in cui il fluido principale è un liquido e lo schema di perturbazione che fa intervenire l'effetto Venturi, una caratteristica indiretta che si ottiene (in certi casi interessante, specialmente nella gestione delle bevande emulsionate come ad esempio il latte montato per la preparazione del cappuccino) è quella di poter inglobare aria all'interno del liquido direttamente nel corpo della valvola deviatrice.

Infine, tramite una opportuna progettazione delle geometrie della valvola è anche possibile inglobare aria all'interno del liquido, aspirandola da uno dei due condotti di uscita 14 o 16 per il fluido principale che in quel preciso istante non è interessato dall'attraversamento del liquido. Quindi alla funzione di valvola deviatrice si aggiunge anche la possibilità di avere, per i liquidi che lo permettono, anche la funzione di valvola emulsionatrice.

La valvola deviatrice a separazione totale della presente invenzione così concepita è suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

L'ambito di tutela dell'invenzione è pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola deviatrice a separazione totale comprendente un corpo valvola (10) su cui sono ricavati un condotto di ingresso principale (12) per un fluido, un primo condotto di uscita (14) per il fluido e almeno un secondo condotto di uscita (16) per il fluido, in cui il primo condotto di uscita (14) per il fluido è provvisto di una prima superficie interna (20) di adesione del fluido e il secondo condotto di uscita (16) per il fluido è provvisto di una seconda superficie interna (22) di adesione del fluido, tra il condotto di ingresso principale (12) per il fluido e detti primo condotto di uscita (14) per il fluido e secondo condotto di uscita (16) per il fluido essendo interposto un canale di raccordo (24), la valvola essendo caratterizzata dal fatto che su detto canale di raccordo (24) è ricavato almeno un dispositivo di perturbazione di almeno una tra detta prima superficie interna (20) di adesione del fluido e detta seconda superficie interna (22) di adesione del fluido, il dispositivo di perturbazione essendo configurato per provocare una deviazione del flusso di fluido da detto primo condotto di uscita (14) per il fluido a detto secondo condotto di uscita (16) per il fluido o viceversa attraverso lo sfruttamento di un effetto fisico definito effetto Coandà.
2. 2. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione comprende almeno un orifizio di perturbazione (26) che si affaccia su detta prima superficie interna (20) di adesione del fluido.
3. 3. Valvola secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto almeno un orifizio di perturbazione (26) è interposto tra il canale di raccordo (24) e il primo condotto di uscita (14) per il fluido e si sviluppa lungo una direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione di sviluppo di detto canale di raccordo (24).
4. 4. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione comprende una coppia di orifizi di perturbazione (26A, 26B), in cui un primo orifizio di perturbazione (26A) è interposto tra il canale di raccordo (24) e il primo condotto di uscita (14) per il fluido e si affaccia sulla prima superficie interna (20) di adesione del fluido, mentre il secondo orifizio di perturbazione (26B) è interposto tra detto canale di raccordo (24) e il secondo condotto di uscita (16) per il fluido e si affaccia sulla seconda superficie interna (22) di adesione del fluido.
5. 5. Valvola secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti primo orifizio di perturbazione (26A) e secondo orifizio di perturbazione (26B) si sviluppano lungo una direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione di sviluppo del canale di raccordo (24) e sono disposti lungo un medesimo asse.
6. 6. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione comprende almeno una membrana di separazione (28) fabbricata con un materiale elastico, configurata per effettuare l'apertura e la chiusura di un rispettivo orifizio di perturbazione (26; 26A, 26B).
7. 7. Valvola secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione comprende inoltre almeno un condotto di ingresso secondario (30) per un fluido di perturbazione, interposto tra il condotto di ingresso principale (12) per il fluido e una rispettiva membrana di separazione (28), in cui detto condotto di ingresso secondario (30) per il fluido di perturbazione è posto selettivamente in comunicazione di fluido con un rispettivo orifizio di perturbazione (26; 2βΑ, 26B) attraverso la rispettiva membrana di separazione (28), e in cui una minima parte del fluido proveniente dal condotto di ingresso principale (12) per il fluido, attraversando in pressione il condotto di ingresso secondario (30) e fluendo attraverso il rispettivo orifizio di perturbazione (26; 26A, 26B), genera una perturbazione del flusso mediante l'attuazione della rispettiva membrana di separazione (28).
8. 8. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione comprende almeno un elemento di apertura/chiusura (32) configurato per effettuare l'apertura e la chiusura a tenuta di un rispettivo orifizio di perturbazione (26; 26A, 26B), in cui la deviazione del flusso di fluido da detto primo condotto di uscita (14) per il fluido a detto secondo condotto di uscita (16) per il fluido o viceversa è ottenuta tramite un flusso di aria che proviene dall'esterno della valvola attraverso detto orifizio di perturbazione (26; 26A, 26B) quando il rispettivo elemento di apertura/chiusura (32) si trova in configurazione aperta,
9. 9. Valvola secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto detto almeno un elemento di apertura/chiusura (32) è costituito da un piattello mobile di moto alternato lungo la direzione di sviluppo del rispettivo orifizio di perturbazione {26; 26A, 26B),
10. 10. Valvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione comprende almeno una parete mobile (34) interposta tra il canale di raccordo (24) e almeno una tra detta prima superficie interna (20) di adesione del fluido e detta seconda superficie interna (22) di adesione del fluido, detta parete mobile (34) essendo spostabile tra una prima condizione non operativa, in cui detta parete mobile (34) è abbassata e la sua superficie operativa costituisce una parte della rispettiva superficie interna {20; 22) di adesione del fluido, e una seconda condizione operativa, in cui detta parete mobile (34) è sollevata per formare una discontinuità sulla rispettiva superficie interna (20; 22) di adesione del fluido, provocando una perturbazione del flusso che devia verso l'altra superficie interna (20; 22) di adesione del fluido.
11. 11. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione è provvisto di un dispositivo attuatore (36) posto all'esterno del corpo valvola (10) e fabbricato almeno parzialmente con una lega a memoria di forma.
12. 12. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di perturbazione è operabile per controllare in maniera proporzionale la deviazione del flusso di fluido dal primo condotto di uscita (14) per il fluido al secondo condotto di uscita (16) per il fluido o viceversa, così da deviare in modo parziale e progressivo la quantità di fluido da detto primo condotto di uscita (14) per il fluido a detto secondo condotto di uscita (16) per il fluido o viceversa.