ITUD940170A1

ITUD940170A1 - Valvola di sfiato a basso attrito con formazione di ghiaccio ridotta

Info

Publication number: ITUD940170A1
Application number: IT94UD000170A
Authority: IT
Inventors: W Sydom Chris
Original assignee: Graco Inc
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-12
Also published as: CN1111319A; GB2282857A; KR100322358B1; KR950011889A; CA2133357A1; ES2113278A1; DE4436480A1; FR2711182A1; JPH07158768A; ES2113278B1; IT1282330B1; ITUD940170A0; GB9420611D0; US5363739A

Abstract

Valvola di sfiato esterna per un motore pneumatico a moto alternativo è dotata della possibilità di trasferire calore dall'aria compressa in arrivo nelle coppe della valvola, per impedire la formazione di ghiaccio, e di un meccanismo a basso attrito per la parte scorrevole della valvola, per aumentare l'affidabilità. Il progetto ha un alloggiamento che forma una camera d'aria e posizionamento nella camera d'aria c'è un elemento a parte scorrevole che contiene due coppe che coprono alternativamente le aperture che portano alle camere superiori ed inferiori del pistone del motore pneumatico. La parte scorrevole ha rulli scanalati per ridurre il carico pneumatico, e per diminuire l'attrito durante lo scorrimento. L'asta scorrevole è dotata di una molla centrale della valvola, posizionata in una apertura nella parte scorrevole, assieme con piastre che sostengono la molla, per fornire ed assistere nello scorrimento la valvola in congiunzione con un dente di arresto per assicurarsi che la valvola sia posizionata in una delle due posizioni operative. La camera pressurizzata in congiunzione con le alette, le aperture ed altri apparati per il trasferimento del calore nella parte scorrevole assicura che il calore venga applicato alle coppe della parte scorrevole, in modo da impedire la formazione di ghiaccio.(FIG. 1).

Description

VALVOLA DI SFIATO A BASSO ATTRITO CON FORMAZION GHIACCIO RIDOTTA

SFONDO DELL'INVENZIONE

Motori pneumatici a moto alternativo, del tipo che è utilizzato per guidare pompe a fluido con moto alternativo, sono stati usati per molti anni. Uno degli svantaggi di motori pneumatici di questo tipo è la loro tendenza a ricoprirsi di ghiaccio quando vengono fatti funzionare di continuo, a causa della condensazione ripetuta dell'umidità, ed al raffreddamento associato che ha luogo durante il funzionamento, specialmente nel meccanismo della valvola di sfiato.

INVENZIONI COLLEGATE II brevetto USA N. 4,921 ,408 (assegnato in comune con la corrente invenzione, ed incorporato qui come riferimento) tratta di un aspetto della diminuzione della formazione di ghiaccio durante il funzionamento, e la corrente invenzione, nonché il copendente USA numero di serie 07/904,447, depositato i! 25 giugno 1992 (entrambi assegnati in comune con la corrente invenzione) trattano di un altro aspetto.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Un oggetto dell'invenzione è perciò quello di fornire una valvola di sfiato per un motore pneumatico a moto alternativo, la quale riduca di molto la formazione di ghiaccio durante il funzionamento.

Un oggetto di questa invenzione è pure quello di fornire un progetto di valvola di sfiato che sia estremamente sicuro, e che fornisca un funzionamento a basso attrito, e che non sia soggetto a ritardi o si fermi durante il funzionamento.

Un alloggiamento con la parte superiore aperta (come viene utilizzato qui, il termine “parte superiore'<1 >si riferisce effettivamente al lato della valvola di sfiato che si trova di fronte al motore pneumatico) ha una parte scorrevole generalmente rettangolare, posizionata all'interno. La parte scorrevole ha due coppe della valvola che sono rivolte verso l'alto, e dispositivi di tenuta rettangolari attorno a ciascuna delle coppe. La cosa più importante e che la parte scorrevole comprende un certo numero di alette e di aperture, per permettere il trasferimento di calore, dall'aria che entra all'interno, verso la parte scorrevole, ed in maniera particolare verso le coppe della valvola.

Poiché l'affidabilità è importante, posizionate sulla parte superiore della parte scorrevole sono quattro scanalature allungate, che contengono ciascuna un rullo cilindrico. I rulli ed i dispositivi di tenuta citati precedentemente contattano piastre dell'apertura, che sono fissate sopra la parte superiore dell'alloggiamento, il quale è fissato a turno sul lato motore pneumatico. L'utilizzo dei rulli riduce di molto il carico pneumatico' della parte scorrevole, e la chiude ermeticamente contro le piastre dell'apertura, e riduce di molto l'attrito inerente nel dispositivo, aumentando così l'affidabilità.

Una coppia di denti d'arresto caricati a molla e di rampe dei denti d'arresto è fornita per posizionare la parte scorrevole in una o nell'altra delle due posizioni. Un'asta scorrevole scorre attraverso il centro della camera, ed ha posizionati, al centro di ciò, una molla scorrevole assieme con denti di arresto per la molla, ad entrambe le estremità della molla. L'insieme molla/dente d'arresto è posizionato in un'apertura centrale della parte scorrevole, e fa in modo che la parte scorrevole scorra avanti ed indietro da una posizione all'altra. Una coppia di bilancieri si muovono avanti e indietro, ove i bilancieri sono azionati da aste di spinta che sono innestate a turno dal pistone e dal motore pneumatico.

La valvola illustrata nel copendente USA numero di serie 07/904,447 funziona bene, ma ha la tendenza a logorarsi prematuramente. L'elevata pressione ad una estremità della parte scorrevole, causata daH'aria di scarico, causa un mancato equilibrio della forza quando l'apertura della camera del pistone è esposta alla camera della valvola, a causa del calo della pressione dell'aria nella camera della valvola, causata dai livelli elevati del flusso. La corrente invenzione restringe il flusso nella camera del pistone, mantenendo quindi la pressione dell'aria (e l'equilibrio della forza) nella camera della valvola. Una cavità nella superficie a tenuta ermetica permette ad una piccola quantità di aria di essere sfiatata nella camera del pistone, quando la parte scorrevole si muove, impedendo l'arresto, ed aumentando il cambiamento da una posizione all'altra.

Questo ed altri oggetti e vantaggi dell'invenzione appariranno in maniera più dettagliata dalla descrizione seguente, fatta in collegamento con i disegni allegati, in cui simili caratteri di riferimento si riferiscono alle stesse parti od a parti simili in tutte le diverse viste.

UNA BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Figura 1 è una vista dall'alto della presente invenzione, parzialmente tagliata per illustrare i vari componenti.

Figura 2 è una vista in sezione presa lungo la linea 2-2 della Figura 1. Figura 3 è una vista in sezione presa lungo la linea 3-3 della Figura 1. Figura 4 è una vista in sezione presa lungo una sezione simile a quella della Figura 3, ma che illustra la parte scorrevole nella posizione alternata da quella delia Figura 3.

Figura 5 è una vista in sezione presa lungo la linea 5-5 della Figura 1. Figura 6 è una vista parzialmente tagliata, che illustra la valvola di sfiato della presente invenzione come integrata con il motore pneumatico a moto alternativo.

Figura 7 illustra un dettaglio dell'asta scorrevole ed il dente d'arresto della molla della realizzazione preferita, da una vista simile a quella della Figura 2 ;

DESCRIZIONE DELLA REALIZZAZIONE PREFERITA

La valvola di sfiato della presente invenzione, generalmente designata 10, è illustrata ampiamente nella Figura 1 , e come applicata ad un motore pneumatico 50 nella Figura 6. L'alloggiamento 12 ha una prima ed unai seconda estremità 12a e 12b, rispettivamente, e contiene un elemento’ scorrevole 14 che ha una prima e seconda estremità 14a e 14b, rispettivamente. La parte scorrevole 14 comprende mezzi per l'assorbimento del calore, che sono formati da alette 14d e da aperture 14e.

La superficie superiore (illustrata nella Figura 1) della parte scorrevole 14 è dotata di due o più coppe di valvole, che sono rivolte verso l'alto, e che hanno un dispositivo di tenuta 18 perimetrale, fatto di materiale plastico, posizionato nelle vicinanze. Ciascun dispositivo di tenuta 18 ha una superficie di tenuta 18a, assieme con una cavità di sfiato 18d, distanziata verso l'alto (circa 0,5 millimetri nella realizzazione preferita) dalla superficie di tenuta 18a, e che si estende distalmente dalla coppa per determinare, in un bordo distale 18c, un bordo prossimale opposto 18d. La cavità di sfiato 18b ha un'ampiezza di circa 4 millimetri e, confrontata con l'ampiezza dell'apertura 42, di circa 9 millimetri. Sono pure fomite una pluralità di scanalature allungate 20, ciascuna delie quali contiene un sottile rullo cilindrico 22 che ha un diametro inferiore alla lunghezza della scanalatura, per permettere di rotolare avanti e indietro.

Insiemi di denti di arresto 24 sono posizionati al centro della parte scorrevole 14, e sono formati da un'area del dente di arresto 14c, che è una parte della parte scorrevole 14, che può essere ottenuta per fusione, lavorata a macchina od altrimenti formata in un pezzo singolo. L'insieme del dente d'arresto 24 è inoltre formato da un elemento di Inserimento 26, fatto di materiale plastico, da un elemento di arresto 28, e da una molla per la tensione del dente di arresto 30. Il rullo de) dente d'arresto 32 è fissato all'elemento di arresto 28, ed a turno corre in una pista del dente d'arresto 34, la quale ha due depressioni 34a, che corrispondono alle due posizioni illustrate nelle Figure 3 e 4.

Le piastre dell'apertura 36 sono assicurate mediante viti 38 all'alloggiamento 12. Ciascuna di dette piastre di apertura ha due aperture, un'apertura della camera del pistone 40 ed un'apertura di scarico 42. Quando la valvola 10 è fissata al motore pneumatico 50, le aperture della camera del pistone 40 sono collegate rispettivamente alla camera superiore ed inferiore 44 (illustrata nella Figura 6), mentre le aperture 42 sono collegate al meccanismo di scarico, che è descritto in maniera più dettagliata nel sopra menzionato brevetto USA N. 4,921,408.

Le aste di spinta 46 sono fatte funzionare alternativamente da un pistone 51 di un motore pneumatico, ed a turno fanno funzionare i bilancieri 48. I bilancieri 48 fanno azionare a turno l'asta scorrevole 52 avanti ed indietro. Nella realizzazione della Figura 6, l'asta scorrevole 52 è formata effettivamente da due metà montate nella maniera seguente. Ciascuna metà dell'asta scorrevole 52 è inserita in una cavità 56a, in un dente d'arresto della molla 56. Le estremità interne 56b dei fermi 56 sono normalmente distanziate l'una dall'altra eccetto che durante il cambiamento da una parte all'altra, le estremità distali 56c dei fermi 56 sono confinati dalle estremità 58a dell'apertura 56 nella parte scorrevole 14.

Nella realizzazione preferita illustrata nella Figura 7, l'asta scorrevole 52 è ottenuta con il montaggio di almeno due parti, ed ha una coppia di spalle 52d che innestano i fermi 56, e che a turno sono molleggiate a sandwich tra di essi. Nuovamente, le estremità interne dei fermi 56 sono normalmente spaziate l'una dall'altra, eccetto che durante il cambiamento da una parte all'altra.

Nel funzionamento, quindi, una sorgente di aria pressurizzata viene collegata alla camera interna 60 nell'alloggiamento 12, riempiendo quindi la camera 60 di aria compressa. Quando il meccanismo è nella posizione illustrata nelle Figure 1 e 3, l'apertura 40 che porta alla camera 44 è direttamente collegata con e comunica con la camera interna 60, la quale è riempita di aria pressurizzata, in maniera tale che la camera collegata 44 viene quindi pressurizzata.

in quella posizione, la porta di scarico 42 comunica con la coppa 16, la cui altra parte è bloccata dalla parte di superficie solida della piastra dell'apertura 36. Mentre il pistone 51 si avvicina alla fine del suo tragitto, esso contatta l'asta di spinta 46, che a turno attiva il bilanciere 48, e fa in modo che l'asta scorrevole 52 cominci a spostarsi da una posizione all'altra.

Nella realizzazione della Figure 7, la spalla 52d sull'asta scorrevole 52 preme sul dente di arresto 56, comprimendo quindi la molla 54, ed immagazzinando energia all'interno di ciò. Quando le estremità 56b del dente di arresto entrano in contatto, la forza dall'asta scorrevole viene fatta passare attraverso il primo dente di arresto 56, la molla 54 e quindi l'altro dente d'arresto, dopo di che la parte scorrevole 14 incomincia a muoversi. Quando gli insiemi del dente di arresto 24 si sono mossi abbastanza, l'energia compressa nella molla 54 farà scattare la parte scorrevole attraverso il dente di arresto, e nell'altra posizione illustrata nella Figura 4, permettendo quindi all'aria da quella camera di essere:, ! scaricata attraverso l'apertura di scarico 42.

Come si può apprezzare, le due camere dei pistoni 44 sono sempre sottoposte a processi diametralmente opposti, vale a dire che mentre la camera superiore 44 viene pressurizzata la camera inferiore 44 viene scaricata, e viceversa. Mentre le Figure 3 e 4 illustrano solamente una estremità della parte scorrevole 14 e della coppa 16, si può apprezzare il

fatto che lo stesso processo generale viene utilizzato all'altra estremità di

ciò.

É contemplato il fatto che vari cambiamenti e modifiche possono

essere fatti alla valvola di sfiato a basso attrito senza formazione di

ghiaccio, senza allontanarsi dallo spirito e dallo scopo dell'invenzione, come

definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Valvola di sfiato in combinazione con un motore pneumatico, aventa un pistone a moto alternativo ed una prima ed una seconda camera del pistone, ove detta valvola di sfiato comprende: - un alloggiamento avente una prima e seconda estremità, e formante una camera per la valvola all'interno di ciò, ove detta camera è collegata ad una sorgente in arrivo di aria pressurizzata; - una parte scorrevole avente una prima e seconda estremità, e che è posizionata, in modo da poter scorrere, in detta camera per il moto alternativo; - prima e seconda piastra dell'apertura, ove ciascuna di dette piastre dell'apertura comprende prime e seconde aperture di scarico e prime e seconde aperture della camera del pistone; - prima e seconda coppa della valvola, posizionata in detta parte scorrevole, ove ciascuna di dette coppe ha una superficie a tenuta ermetica attorno al perimetro di ciò, ove le estremità prossimali sono l una di fronte all'altra, e di fronte alle estremità distali, ove dette coppe dirigono alternativamente detta aria pressurizzata in arrivo da detta camera della valvola in ciascuna detta camera del pistone, e quindi da ciascuna detta camera del pistone in dette aperture di scarico, mentre detta parte scorrevole si muove avanti ed indietro, in maniera tale che, quando una di dette coppe si collega con una di dette aperture della camera del pistone e dette aperture di scarico, detta altra estremità distale della coppa della valvola ostruisce sostanzialmente detta altra apertura della camera del pistone, in modo da dosare l'afflusso di aria all'interno, e mantenendo quindi la pressione dell'aria in detta camera della valvola.
2. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 1 , comprendente inoltre mezzi di arresto per posizionare detta parte scorrevole in una della prima e della seconda posizione in detta camera della valvola.
3. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 1 , comprendente inoltre un'asta scorrevole che corre attraverso detta camera della valvola, da detta prima estremità della camera della valvola a detta seconda estremità della camera della valvola.
4. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 3, comprendente inoltre un'apertura in detta parte scorrevole; ed una molla posizionata attorno a detta asta scorrevole ed in detta apertura.
5. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 4, comprendente inoltre mezzi per trattenere dette molle su detta asta scorrevole, e che permettono la compressione di detta molla, ma impediscono l'espansione di detta molla oltre una lunghezza predeterminata.
6. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 5, in cui detti mezzi di sostegno comprendono: - una lunghezza dal diametro diminuito, circa al centro di detta asta scorrevole, e che termina ad entrambe le estremità in spalle; e - un primo e secondo dente d'arresto che si trovano contro dette spalle, e chiudono a sandwich dette molle.
7. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 1 , in cui dette estremità distali comprendono ciascuna una cavità in detta superficie di tenuta.
8. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 1 , comprendente inoltre mezzi a rullo tra detta parte scorrevole e detta piastra dell'apertura, per ridurre il carico pneumatico e l'attrito tra detta parte scorrevole e detta piastra dell'apertura.
9. Valvola di sfiato secondo la rivendicazione 8, in cui detti mezzi a rullo comprendono una pluralità di scanalature allungate in detta parte superiore della parte scorrevole, ove ciascuna di dette scanalature contiene un rullo cilindrico.