ITUD950131A1 - Valvola parzializzatrice - Google Patents

Abstract

Valvola parzializzatrice comprendente un corpo (13) definente una sede di contenimento (14) comunicante con l'esterno mediante un foro di ingresso fluido (11) ed un foro di uscita fluido (12), detta sede di contenimento (14) contenendo un otturatore (15) rotante associato ad uno stelo (21) cooperante con mezzi di azionamento (22), detta sede di contenimento (14) presentando mezzi a boccola di tenuta (23) e mezzi a boccola di posizionamento (18) cooperanti con il detto otturatore (15), l'otturatore (15) presentando sulla superficie di rivoluzione una prima parte di chiusura (31), cooperante temporalmente con i mezzi a boccola di tenuta (23), la rimanente parte della superficie di rivoluzione dell'otturatore (15) presentando mezzi di parzializzazione (24) del fluido, detti mezzi di parzializzazione (24) cooperando con il foro di ingresso fluido (11), o di uscita fluido (12), a definire una sezione di passaggio del fluido variabile e funzionale alla posizione angolare dell'otturatore (15) nella sede di contenimento (14).

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato una valvola parzializzatrice come espressa nella rivendicazione principale.

La valvola parzializzatrice secondo il trovato si applica nel campo idraulico, vantaggiosamente ma non esclusivamente negli impianti idraulici domestici, quale organo di intercettazione e regolazione.

La valvola parzializzatrice secondo il trovato può essere sia con condotto del tipo diritto che con condotto del tipo ad angolo.

Il trovato può essere applicato in tutti i circuiti idraulici in cui sia richiesto un organo di intercettazione che funga anche da organo di regolazione del flusso.

STATO DELLA TECNICA

Attualmente, negli impianti idraulici vengono utilizzate delle valvole di intercettazione e regolazione ad angolo in cui l'asse dell'otturatore tenuta.

In questo tipo di valvole, l'otturatoi associato ad uno stelo cooperante con un volantino di manovra sì che la rotazione del volantino si trasmette, attraverso il moto rototraslatorio dello stelo, come moto traslatorio all'otturatore che, muovendosi nella sede di contenimento della valvola, chiude o regola la sezione di passaggio del fluido e conseguentemente la portata di detto.

Dette valvole, anche nella posizione di completa apertura, presentano una sezione di passaggio ridotta rispetto a quella del condotto di alimentazione, generando così delle perdite di carico che riducono la portata del flusso transitante .

Inoltre, all'atto della completa chiusura della valvola si tende a forzare la rotazione del volantino con la conseguenza che i mezzi di tenuta possono essere rovinati dalla eccessiva pressione.

Sono noti i rubinetti in cui l'otturatore, generalmente conformato a sfera, a cilindro o a tronco di cono, ruota attorno ad un asse.

Detti rubinetti possono essere di tipo diritto e presentare un foro passante, con asse ortogonale all'asse di rotazione, che viene portato in asse con il condotto di alimentazione e di uscita coassiali e contrapposti .

Sono noti anche i rubinetti ad angolo in cui il foro interno presenta due tratti ortogonali fra loro, di cui uno è in asse con il condotto di alimentazione e l'altro è in asse con il condotto di uscita nella posizione di massima apertura.

In detti rubinetti, l'otturatore viene ruotato di 90° per passare dalla posizione di completa apertura, in cui l'asse della luce di passaggio è parallelo all'asse del flusso, alla posizione di completa chiusura, in cui l'asse della luce di passaggio è ortogonale all'asse del flusso, e viceversa.

Detti rubinetti a sfera non vengono utilizzati come organi di regolazione ma solo come organi di intercettazione in quanto non consentono una parzializzazione continua e regolare del flusso.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere altri ed ulteriori vantaggi il proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Scopo del presente trovato è quello di fornire una valvola parzializzatrice che sia economica, facile da manovrare e che garantisca la tenuta nel tempo.

I mezzi di azionamento associati alla valvola parzializzatrice secondo il trovato presentano una corsa molto ridotta, comunque inferiore all'angolo giro, fra le due posizioni estreme di completa chiusura e di completa apertura.

La valvola parzializzatrice secondo il trovato comprende un otturatore rotante all'interno di una sede di contenimento presentante un foro di ingresso fluido cooperante con il condotto a monte della valvola ed un foro di uscita fluido cooperante con il condotto a valle della valvola.

Detto otturatore rotante presenta, in relazione alla sua superficie esterna di rivoluzione, mezzi di voluta parzializzazione del flusso che definiscono con la sede di contenimento una sezione di passaggio variabile, detta parzializzazione essendo funzionalmente legata alla posizione angolare dell 'otturatore .

Più particolarmente, l'otturatore secondo il trovato presenta una prima parte di chiusura, che coopera a tenuta con il foro di uscita fluido, o con il foro di ingresso fluido, della sede di contenimento nella posizione di chiusura, mentre la rimanente parte della superficie esterna di rivoluzione presenta i detti mezzi di voluta parzializzazione del flusso.

La forma e le dimensioni di detti mezzi di parzializzazione consentono di ottenere la voluta progressione della portata di fluido a seconda della posizione angolare dell’otturatore all'interno della sede di contenimento.

Per garantire la voluta tenuta, almeno il foro di ingresso, o il foro di uscita, fluido della sede di contenimento coopera con mezzi di tenuta antifrizione, ad esempio in teflon, in polietilene o in altro materiale idoneo, di forma coniugata alla parte di chiusura dell'otturatore.

L'otturatore è vantaggiosamente rivestito con materiale antiaderente per evitare la formazione di incrostazioni sulla sua superficie.

In una prima forma di realizzazione, i detti mezzi di tenuta cooperano con il foro di uscita del fluido, nel qual caso la sede di contenimento rimane piena di fluido quando la valvola è in posizione di chiusura.

In una seconda forma di realizzazione, i detti mezzi di tenuta cooperano con il foro di ingresso del fluido, nel qual caso la sede di contenimento dell'otturatore rimane vuota quando la valvola è in posizione di chiusura.

Nella valvola parzializzatrice secondo il trovato l'otturatore può vantaggiosamente ma non necessariamente prevedere un foro passante di massimo passaggio, diritto o angolato a seconda del tipo di valvola, che nella posizione di massima apertura della valvola parzializzatrice mette direttamente in comunicazione il condotto a monte con il condotto a valle.

L'otturatore secondo il trovato è costituito da un solido di rivoluzione generalmente sferico, cilindrico, tronco-conico, cilindrico con basi semisferiche o altra forma equivalente, che ruota intorno al suo asse e che presenta sulla sua superficie di rivoluzione la parte di chiusura ed i detti mezzi di parzializzazione.

In una prima forma di realizzazione, detti mezzi di parzializzazione sono costituiti da almeno un incavo circonf erenziale di sezione crescente, in larghezza e/o profondità, ricavato sull'otturatore su un piano angolato, vantaggiosamente ma non necessariamente ortogonale, rispetto all'asse di rotazione del detto otturatore.

In una seconda forma di realizzazione, i mezzi di parzializzazione sono realizzati mediante una smussatura circonf erenziale progressivamente crescente che riduce progressivamente il diametro dell'otturatore in maniera voluta a definire una luce di passaggio progressivamente crescente.

In una terza forma di realizzazione, i mezzi di parzializzazione sono realizzati facendo ruotare l'otturatore intorno ad un asse di rotazione eccentrico rispetto all'asse di simmetria dell'otturatore stesso.

Nel caso di valvola ad angolo con otturatore presentante il foro di massimo passaggio, i mezzi di parzializzazione possono essere costituiti da scanalature passanti a sezione crescente oppure da una pluralità di forellini, o fessure, di sezione crescente, che vengono realizzati sulla periferia dell'otturatore e che sono comunicanti con il foro interno di massimo passaggio.

Nel tratto iniziale di cooperazione dei mezzi di parzializzazione con il foro di uscita della sede di contenimento, detti mezzi di parzializzazione sono vantaggiosamente conformati in modo da definire con il foro di uscita dei passaggi di flusso di sezione voluta.

Detto tratto iniziale dei mezzi di parzializzazione è inoltre vantaggiosamente smussato per evitare danneggiamenti ed usure eccessive della sede di contenimento.

Nella valvola secondo il trovato, il volantino di azionamento coopera con mezzi di fine corsa definenti la posizione di completa apertura e la posizione di completa chiusura.

L'angolo al centro fra le due posizioni estreme dell'otturatore può essere di circa 270°, ma anche di 180° o meno a seconda della precisione di parzializzazione che si vuole ottenere con la valvola secondo il trovato.

In una prima forma di realizzazione, l'otturatore coopera con mezzi a boccola di posizionamento contrapposti, in asse con l'asse di rotazione dell'otturatore, su cui è montato libero di ruotare e coopera con mezzi a tenuta posti ortogonalmente. In una seconda forma di realizzazione, l'otturatore coopera con mezzi a boccola di posizionamento contrapposti ai mezzi a boccola di tenuta .

In questa seconda forma di realizzazione, la sede di contenimento rimane piena o vuota di fluido nella posizione di valvola chiusa a seconda che i mezzi a boccola di tenuta siano associati al foro di uscita o al foro di ingresso della sede di contenimento.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.

Nelle tavole abbiamo che:

- la fig. la illustra schematicamente in sezione una prima forma di realizzazione della valvola parziaìizzatrice secondo il trovato;

- la fig. lb illustra una sezione secondo A-A della valvola di fig. la;

- la fig. 2 illustra schematicamente lo sviluppo della superficie laterale dell'otturatore di fig. 1;

- la fig. 3a illustra una variante all'otturatore di fig. 2;

- la fig. 3b illustra una sezione secondo B-B della valvola di fig. 3a;

- la fig. 4 illustra un'altra variante all'otturatore di fig. 2;

- la fig. 5 illustra schematicamente in sezione una seconda forma di realizzazione della valvola parzializzatrice secondo il trovato;

- la fig. 6a illustra schematicamente una terza forma di realizzazione della valvola parzializzatrice secondo il trovato; - la fig. 6b illustra una sezione secondo C-C della valvola di fig. 6a;

- la fig. 7a illustra una quarta forma di realizzazione della valvola parzializzatrice secondo il trovato; - la fig. 7b illustra una sezione secondo D-D della valvola di fig. 7a;

- la fig. 8 illustra una variante alla valvola parzializzatrice di fig. 6a.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Con riferimento alle figure, il numero di riferimento 10 indica generalmente una valvola parzializzatrice secondo il trovato il cui corpo 13 presenta una sede di contenimento 14 in cui l'otturatore 15 è montato girevole, detta sede di contenimento 14 presentando un foro di ingresso fluido 11 ed un foro di uscita fluido 12.

Nel caso di fig. la, la valvola parzializzatrice 10 secondo il trovato è del tipo ad angolo con i fori di ingresso 11 e di uscita 12 ortogonali fra loro, l'otturatore 15 ruotando intorno all'asse del foro di ingresso fluido 11.

Nel caso di specie, l'otturatore 15 presenta un foro cieco 16, cooperante con il foro di ingresso fluido 11, ed un foro trasversale di scarico 17, comunicante con detto foro cieco 16, che si affaccia temporalmente al foro di uscita fluido 12 quando la valvola 10 è nella posizione di completa apertura. Nel caso di specie, l'otturatore 15 è sferico e coopera sia superiormente che inferiormente con mezzi a boccola di posizionamento 18 contrapposti e realizzati in materiale antiaderente ed antiusura, quali teflon, polietilene, ecc.

Secondo un'altra forma di realizzazione qui non illustrata, l'otturatore 15 è sostanzialmente cilindrico o tronco-conico.

Il foro di uscita fluido 12 presenta circonferenzialmente mezzi a boccola di tenuta 23, costituiti da una boccola in materiale antiusura, con cui coopera l'otturatore 15.

L'otturatore 15 presenta superiormente una fresata 19 poligonale, con cui coopera il codolo 20 di forma coniugata presente nella parte terminale dello stelo 21 a cui sono associati, all'altra estremità, mezzi di azionamento 22 della valvola 10, costituiti nel caso di specie da un volantino.

L’otturatore 15 presenta sulla propria superficie di rivoluzione una prima parte di chiusura 31 sferica di forma coniugata ai mezzi a boccola di tenuta 23, che si affaccia al foro di uscita fluido 12 quando la valvola 10 è nella posizione di completa chiusura, ed una seconda parte presentante mezzi di parzializzazione 24 del flusso.

Detti mezzi di parzializzazione 24 del flusso definiscono con la parete della sede di contenimento 14 almeno un canale di passaggio 28 di sezione variabile in maniera continua in funzione della posizione angolare del detto otturatore 15.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figg. 1 e 2, detti mezzi di parzializzazione 24 sono costituiti da due scanalature 25 a larghezza e/o profondità crescenti nel verso di rotazione dei mezzi di azionamento 22 per aprire la valvola 10, dette scanalature 25 estendendosi dalla prima parte di tenuta 31 fino al foro trasversale di scarico 17.

Secondo una variante qui non illustrata, dette scanalature 25 sono a larghezza crescente e sono comunicanti con il foro cieco 16.

Secondo le varianti illustrate nelle figg. 3 e 4, detti mezzi di parzializzazione 24 sono costituiti da forellini laterali 26 {figg. 3a e 3b) o da fessure 27 (fig. 4), comunicanti con il foro cieco 16, detti forellini laterali 26 o dette fessure 27 definendo una sezione di passaggio del fluido crescente nel verso di rotazione dei mezzi di azionamento 22 per aprire la valvola 10.

Secondo un'altra variante illustrata in fig. 5, i mezzi di parzializzazione 24 sono costituiti da una smussatura 32 a profondità crescente in modo da definire con la faccia interna della sede di contenimento 14 un canale di passaggio 28 a sezione progressivamente crescente e funzione della posizione angolare dell'otturatore 15.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figg. 6a e 6b, l'otturatore 115 è pieno ed è montato fra mezzi a boccola di posizionamento 18 e mezzi a boccola di tenuta 23 contrapposti e disposti secondo un asse ortogonale all'asse di rotazione dell'otturatore 15.

In questo caso, per assicurare la tenuta, lo stelo 21 coopera con mezzi di tenuta 34, costituiti, nel caso di specie, da almeno un O-ring 35.

La parte centrale 33 dell'otturatore 15 compresa fra le dette due scanalature 25 coopera sempre con i mezzi a boccola di posizionamento 18 per assicurare sempre la spinta necessaria dell'otturatore 15 sui mezzi a boccola di tenuta 23 a garantire la tenuta. Nel caso delle figg. 6a e 6b, detti mezzi a boccola di tenuta 23 sono associati al foro di uscita fluido 12 e, nella posizione di valvola 10 chiusa, la sede di contenimento 14 rimane piena di fluido.

Nella variante illustrata in fig. 8, i mezzi a boccola di tenuta 23 sono associati al foro di ingresso fluido 11 e, all'atto della chiusura della valvola 10, la sede di contenimento 14 rimane vuota. La variante illustrata nella fig. 7 si riferisce ad una valvola diritta in cui l'otturatore 115 è sostanzialmente cilindrico ed è montato girevole eccentricamente .

In questo caso, i mezzi di parzializzazione 24 sono costituiti dalla stessa eccentricità dell'otturatore cilindrico 115 che, a seconda della sua posizione angolare, definisce con la sede di contenimento 14 un canale 28 di passaggio a sezione variabile.

Nel caso di specie, la corsa dell’otturatore 115 fra le due posizioni estreme è uguale od inferiore a un quarto di giro.

Nella valvola 10 secondo il trovato, i mezzi di\^ azionamento 22 presentano vantaggiosamente mezzi di battuta 29, illustrati solo nella fig. la, che vanno a cooperare con elementi di fine corsa 30, rispettivamente di massima apertura e di massima chiusura, associati in posizione coordinata al corpo 13 della valvola 10.

Nella valvola 10 secondo il trovato, le posizioni di massima apertura e di massima chiusura sono sempre ottenute ruotando i mezzi di azionamento 22 di un valore inferiore a circa 3/4 dell'angolo giro.

Variando l'estensione dei mezzi di parzializzazione 24 sull'otturatore 15, è possibile ridurre detta corsa ad un angolo voluto e definito a piacere.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Valvola parzializzatrice comprendente un corpo (13) definente una sede di contenimento (14) comunicante con l’esterno mediante un foro di ingresso fluido (11) ed un foro di uscita fluido (12), detta sede di contenimento (14) contenendo un otturatore (1S) rotante associato ad uno stelo (21) cooperante con mezzi di azionamento (22), detta sede di contenimento (14) presentando mezzi a boccola di tenuta (23) e mezzi a boccola di posizionamento (18) cooperanti con il detto otturatore (15), l'otturatore (15) presentando sulla superficie di rivoluzione una prima parte di chiusura (31), cooperante temporalmente con i mezzi a boccola di tenuta (23), caratterizzata dal fatto che la rimanente parte della superficie di rivoluzione dell'otturatore (15) presenta mezzi di parzializzazione (24) del fluido, detti mezzi di parzializzazione (24) cooperando con il foro di ingresso fluido (11), o di uscita fluido (12), a definire una sezione di passaggio del fluido variabile e funzionale alla posizione angolare dell'otturatore (15) nella sede di contenimento (14). 2 - Valvola come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i mezzi di parzializzazione (24) comprendono almeno una scanalatura (25) a sezione crescente, in larghezza e/o in profondità, giacente su un piano sostanzialmente angolato rispetto all'asse di rotazione dell'otturatore (15). 3 - Valvola come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i mezzi di parzializzazione (24) comprendono una smussatura (32) di profondità crescente. 4 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l'otturatore (15) presenta un foro interno cieco (16) associato al foro di ingresso fluido (11). 5 - Valvola come alla rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che i mezzi di parzializzazione (24) comprendono forellini (26), o scanalature (25) o fessure (27) di dimensione variabile e comunicanti con il foro interno cieco (16). 6 - Valvola come alla rivendicazione 4 o 5, caratterizzata dal fatto che l'otturatore presenta un foro trasversale (17) di massima portata comunicante con il foro cieco (16) e temporalmente associato al foro di uscita fluido (12) nella! posizione di massima apertura della valvola (10). 7 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l'otturatore (115) è montato eccentricamente nella sede di contenimento (14), a definire con detta sede di contenimento (14) un canale di passaggio (28) di sezione variabile a seconda della sua posizione angolare. 8 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che presenta elementi di fine corsa (30), a definire rispettivamente la posizione di completa apertura e di completa chiusura della valvola (10), con cui cooperano mezzi di battuta (29) associati ai mezzi di azionamento (21, 22). 9 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la parte iniziale dei mezzi di parzializzazione (24) è opportunamente sagomata e raccordata in modo da definire una voluta luce di passaggio con il foro di uscita fluido (12). 10 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 9, caratterizzata dal fatto che l'otturatore (15) coopera con mezzi a boccola di posizionamento (18) disposti contrapposti lungo l'asse di rotazione e con mezzi a boccola di tenuta (23) disposti lateralmente. 11 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 9, caratterizzata dal fatto che l'otturatore (15) coopera con mezzi a boccola di posizionamento (18) contrapposti a mezzi a boccola di tenuta (23), detti mezzi a boccola (18, 23) essendo disposti su relativi piani paralleli all'asse di rotazione dell'otturatore (15). 12 - Valvola come alla rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che i mezzi a boccola di tenuta (23) sono associati al foro di ingresso fluido (11). 13 - Valvola come alla rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che i mezzi a boccola di tenuta (23) sono associati al foro di uscita fluido (12). 14 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l’otturatore (15) è rivestito di materiale antiaderente. 15 - Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione 16 Valvola come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che adotta i contenuti di cui alle figure