ITVI970191A1

ITVI970191A1 - Gruppo valvola per la regolazione del flusso di fluidi in pressione.

Info

Publication number: ITVI970191A1
Application number: IT000191A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Pegoraro
Original assignee: Pegoraro Sas Di Pegoraro Giorgio & C
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 1999-05-10
Also published as: IL135897A; DE69807921T2; TR200001303T2; KR20010031835A; SK284189B6; WO1999024746A1; HU222723B1; ITVI970191A0; IT1296367B1; BG63760B1; EP1030991A1; EP1030991B1; SK6582000A3; RO119481B1; IL135897A0; HUP0004098A2; BG104409A; DE69807921D1; KR100378110B1; HUP0004098A3

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale

titolo:<n>GRUPPO VALVOLA PER LA REGOLAZIONE DEL FLUSSO DI FLUIDI IN PRESSIONE".

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne un gruppo valvola, da applicarsi all'ingresso di impianti per la vaporizzazione di gas liquidi, o fluidi in genere, il quale consente di regolare il flusso di detti fluidi in base a un controllo termostatico impiegante una sonda immersa nell'acqua calda fluente attraverso lo scambiatore di calore che produce la vaporizzazione.

E' noto agli esperti del settore che il processo di vaporizzazione di alcuni gas liquidi in pressione richiede, insieme alla loro espansione, anche la somministrazione di una certa quantità’ di calore.

Ciò' avviene impiegando uno scambiatore di calore che normalmente e’ del tipo a serpentina oppure a fascio tubiero.

Nei suddetti scambiatori il gas liquido entra attraverso una valvola di regolazione di flusso e deve uscire allo stato di gas saturo secco per non creare pericoli di scoppio all'Interno della camera di combustione del bruciatore.

La vaporizzazione del gas liquido avviene per assorbimento di calore che viene ceduto al gas dal flusso di acqua calda fluente all'interno dello scambiatore di calore che chiameremo evaporatore.

Può’ accadere che, a causa di una richiesta eccessiva di gas da parte dell’utilizzatore, oppure a motivo di un abbassamento della temperatura dell'acqua nell'evaporatore, il gas in uscita da quest'ultimo non sia completamente allo stato di gas saturo secco.

Per evitare i pericoli connessi all'invio nel bruciatore di gas ancora umido e la conseguente formazione di sacche di gas ancora allo stato liquido, la tecnica attuale adotta sostanzialmente due sistemi, basati entrambi sul tentativo di mantenere il livello del gas liquido costante nella camera di espansione situata subito a valle della valvola di immissione del gas stesso e all’ingresso dell'evaporatore.

II primo sistema attua il controllo del livello del gas liquido mediante l'impiego di un galleggiante il quale regola il grado di apertura della valvola di immissione del gas, a seconda del livello rilevato.

il controllo non e’ pero' sempre efficace dato il ritardo che il sensore meccanico costituito dal galleggiante introduce nella risposta del sistema di regolazione.

Per ovviare all'inconveniente, in alcuni impianti e’ stata inserita un'ulteriore elettrovalvola di sicurezza che viene chiusa quando un sensore termico rileva che la temperatura dell'acqua nell'evaporatore e', scesa al di sotto di un certo valore minimo previsto.

Un secondo sistema realizza invece il controllo del livello del gas liquido impiegando una sonda magnetica la quale comanda direttamente la valvola di immissione del gas che e’ del tipo a comando elettrico tutto o niente (ON - OFF). In entrambe le soluzioni adottate, l'impiego di un sistema di controllo elettrico richiede per legge la realizzazione di un impianto antideflagrante, con maggiori oneri di realizzazione e di gestione.

In tutti gli impianti esistenti il livello del gas liquido nella camera di espansione e’ soggetto comunque ad oscillazioni piu’ o meno ampie.

In assenza di prelievo di gas il liquido presente nella stessa camera, a causa del calore lentamente trasmessogli dall'acqua calda dello scambiatore, evapora gradualmente creando delle sovrapressioni anomale.

Per evitare di superare lìmiti pericolosi, viene sempre impiegata una valvolina di sicurezza che permette al gas in pressione di bypassare il gruppo valvola rimandandolo nel serbatoio.

Detta valvolina di sicurezza e’ di tipo tradizionale, con pastiglia di tenuta e guarnizione e, rimanendo inattiva per molto tempo, può’ bloccarsi o non conservare il grado di taratura preimpostato, con pericolo di mandare in sovrapressione l'impianto prima del suo intervento.

La presente invenzione intende superare gli inconvenienti detti.

In particolare, e’ uno degli scopi della presente invenzione di realizzare un gruppo valvola che attui la regolazione continua del grado di apertura della valvola principale di immissione del gas liquido in base a un controllo di tipo termostatico della temperatura dell’acqua calda presente nel condotto d i immissione della stessa all'interno dell'evaporatore.

E' un altro scopo di detto gruppo valvola di realizzare le richieste condizioni di sicurezza in caso di qualsiasi anomalia, mediante Ì’impiego di una seconda valvola di sicurezza, per il ricircolo del gas in pressione, la quale valvola abbia un funzionamento prettamente meccanico, evitando in tal modo il pericolo di esplosioni connesso all'impiego di circuiti elettrici, e presenti un tipo di otturatore che impedisca in ogni caso i pericoli di bloccaggio o di staratura.

Gli scopi detti sono raggiunti con la realizzazione di un gruppo valvola per la regolazione automatica del flusso di fluidi in pressione che, in accordo con la rivendicazione principale, comprende:

- un filtro di ingresso disposto nel condotto di alimentazione del gas;

- una camera di espansione del gas che comunica con il condotto di mandata all'evaporatore;

- mezzi di controllo del flusso di detto gas;

caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo comprendono:

- una valvola principale interposta tra detto condotto di alimentazione e detto condotto di mandata, la quale e’ composta di un primo otturatore che coopera con un attuatore manometrico per alimentare o intercettare il flusso attraverso detta camera di espansione;

- una valvola di sicurezza, che comunica con detta camera di espansione ed e’ provvista di almeno un secondo otturatore il quale intercetta almeno un condotto di adduzione che pone in comunicazione detta camera di espansione con detto condotto di alimentazione.

Gli scopi suddetti verranno meglio evidenziati al seguito, durante la descrizione di una preferita forma di esecuzione dell'invenzione, data a titolo indicativo ma non limitativo, e rappresentata nelle allegate tavole di disegno, ove:

- in fig. 1 si osserva una vista d'insieme del gruppo valvola dell'invenzione applicato all'ingresso di un evaporatore;

- in fig. 2 si osserva una sezione assiale dello stesso gruppo valvola, con la valvola principale avente l'otturatore completamente chiuso;

- in fig. 3 si osserva la medesima sezione del gruppo valvola con l'otturatore parzialmente aperto;

- in fig. 4 si osserva ancora la medesima sezione dello stesso gruppo valvola con l'otturatore completamente aperto;

in fig. 5 si osserva la medesima sezione assiale de) gruppo valvola, con il percorso del gas in sovrapressione attraverso la valvola di sicurezza aperta.

Come si osserva in fig. 1 , il gruppo valvola dell'invenzione, complessivamente indicato con 1 , viene applicato in ingresso dell'evaporatore 2, che e' sostanzialmente uno scambiatore di calore.

Detto scambiatore di calore può’ essere sia del tipo a serpentina immersa in un flusso di acqua calda, sia del tipo a fascio tubiero.

Nell'esempio di fig. 1 l'evaporatore in condizioni di normale funzionamento, consente che il gas liquido entrante in esso secondo la freccia 3, con flusso regolato a mezzo del gruppo valvola 1 , esca dall'alto, secondo la freccia 4, allo stato completamente gassoso per essere inviato al bruciatore.

Lo scambio del calore di vaporizzazione avviene per mezzo della circolazione all'interno dell'evaporatore 2 dì acqua calda immessa dal condotto di adduzione 5 ed estratta dal condotto 6.

Inserita nel condotto 6 e' presente la sonda termostatica 10, collegata al tubicino capillare 11 che agisce sull'attuatore manometrico 12, elementi tutti facenti parte del gruppo valvola oggetto dell'invenzione.

Detto gruppo, rappresentato nelle successive figg. 2, 3, 4 e 5 in vista dall'alto rispetto alla posizione di fig. 1 e secondo sezioni mediane, comprende un filtro 13 del tipo di per se’ noto, posto in corrispondenza del condotto di alimentazione 3a del gas liquido proveniente dal serbatoio di accumulo, e una camera 14 di espansione e di raccordo che comunica con il condotto di mandata 4a all'evaporatore.

La parte centrale del gruppo comprende la valvola principale di regolazione del flusso del gas, complessivamente indicata con 15, la quale si compone di un primo otturatore 150 di forma cilindrica che fa battuta contro l'anello di tenuta 151. Detto primo otturatore 150 e’ collegato al perno assiale 152 che esercita su di esso l'azione di spinta continua per realizzare l'apertura graduale della valvola 15, come si osserva in fig. 3, contro la reazione esercitata dalla molla 154, compressa dall'attuatore manometrico 12.

Detta azione di spinta si genera tramite lo stantuffo 153 che viene spinto dalla camera a soffietto 120 deil'attuatore per effetto della dilatazione dei liquido presente nella medesima camera. Questa e’ collegata tramite il capillare 1 1 con la sonda termostatica 5.

In tal modo, con l'acqua di riscaldamento a temperatura intermedia fra il minimo e il massimo di taratura dell'impianto, il primo otturatore 150 e’ parzialmente aperto, e si ha la situazione rappresentata in fig. 3, ove e’ anche messo in evidenza il percorso 7 di uscita del gas liquido proveniente dal filtro 13, attraverso la valvola principale 15, verso la camera 14 di raccordo con il condotto di mandata 4a all’evaporatore 2.

La posizione di massima apertura del primo otturatore 150 e’ rappresentata in fig. 4; essa corrisponde al massimo prelievo di gas saturo secco consentito dalla taratura dell'impianto e al limite superiore di temperatura dell'acqua calda nel condotto di adduzione dell'evaporatore.

Un maggior prelievo di gas risulta impedito dall'eccessivo abbassamento di temperatura che ne conseguirebbe, abbassamento che riporta l'otturatore 150 a richiudersi quel tanto che basta per ristabilire la condizione limite di prelievo prevista.

In modo analogo il gruppo valvola regola automaticamente il flusso del gas nelle varie posizioni intermedie dell'otturatore 150, in rapporto alla temperatura dell'acqua, consentendo cosi’ soltanto il prelievo di una quantità' di gas compatibile con la sua completa vaporizzazione.

Quando i consumi sono assai ridotti, il gas liquido staziona a monte della valvola principale 15 e nella camera di espansione 14 nella quale vaporizza lentamente e ritorna verso la tubazione di alimentazione 3a trafilando attraverso l'otturatore 150 ancora leggermente aperto.

L'abbassamento anomalo della temperatura dell'acqua, l'arresto del prelievo del gas, oppure altre cause accidentali, possono tuttavia provocare la chiusura , completa dell'otturatore 150.

In tali casi, per evitare che l’evaporazione crescente del gas liquido stazionante nella camera 14 provochi sovrapressioni pericolose, il gruppo valvola dell’invenzione presenta una valvola di sicurezza 16 che si osserva in fig. 5, obbligatoria secondo normativa, la quale si compone essenzialmente di un secondo otturatore 160 di forma conica, tenuto premuto contro il foro cilindrico della tenuta anulare 161 dalla spinta della molla 162.

Raggiunta una certa sovrapressione interna di taratura, il gas in pressione che si sviluppa nella camera 14 passa nella comunicante seconda camera anulare 17 che circonda l’otturatore cilindrico 150, agisce suli'otturatore conico 160 della valvola di sicurezza 15 aprendolo, e torna in ricircolo percorrendo il condotto 18, attraversando all’incontrario con verso 8 l'otturatore . cilindrico 150, provvisto di passaggi interni 150a e scaricandosi a monte della valvola principale 15 nel condotto di alimentazione 3a.

In tal modo non c'e’ alcun pericolo ne’ di raggiungere all'interno deirimpianto sovrapressioni pericolose, ne’ che si formino sacche di gas liquido all’interno dell'evaporatore, e si ha la sicurezza assoluta di prelevare all'uscita dell'evaporatore esclusivamente gas allo stato di vapore saturo secco.

Da quanto sopra esposto si comprende che il gruppo valvola, dell'invenzione può’ essere impiegato anche in tutti i casi in cui occorra regolare il flusso di fluidi in pressione utilizzando un controllo di tipo termostatico che agisce aprendo gradualmente la valvola principale all'aumentare della temperatura del fluido, e ciò’ senza impiego alcuno di circuiti elettrici.

In fase esecutiva le forme e il numero degli elementi attivi del gruppo valvola potranno variare rispetto a quanto descritto e illustrato nelle tavole di disegno allegate.

E' inteso comunque che eventuali varianti esecutive differenti dall'esempio realizzativo descritto sono da ritenersi protette dalla presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 ) Gruppo valvola (1 ) per la regolazione automatica del flusso di fluidi in pressione, comprendente: - un filtro di ingresso (13) disposto nel condotto di alimentazione (3a) del gas; - una camera di espansione (14) del gas che comunica con il condotto di mandata (4a) all'evaporatore (2); - mezzi dì controllo (15; 16) del flusso di detto gas; caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo comprendono: - una valvola principale (15) interposta tra detto condotto di alimentazione (3a) e detto condotto di mandata (4a) la quale e’ composta di un primo otturatore (150) che coopera con un attuatore manometrico (12) per alimentare o intercettare il flusso attraverso detta camera di espansione (14); - una valvola di sicurezza (16), che comunica con detta camera di espansione (14) ed e’ provvista di almeno un secondo otturatore (160) il quale intercetta almeno un condotto di adduzione (18a) che pone in comunicazione detta camera di espansione (14) con detto condotto di alimentazione (3a).
2) Gruppo valvola (1 ), secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che si compone di detto primo otturatore (150) di detta valvola principale (15) che presenta una forma cilindrica, contrasta in chiusura contro un anello di tenuta (151 ) ed e’ provvisto di un perno assiale (152) munito di uno stantuffo (153) che e’ posto alla sua estremità' e che coopera da un lato con detto attuatore manometrico (12) e dal lato opposto con una molla di contrasto (154).
3) Gruppo valvola (1 ) secondo le rivendicazioni 1 ) oppure 2), caratterizzato dal fatto che detto attuatore manometrico (12) comprende una camera a soffietto (120) che risulta collegata tramite un tubo capillare (11 ) a detta sonda termostatica (10) inserita nel condotto di adduzione dell'acqua calda (5) dell'evaporatore (2).
4) Gruppo valvola (1 ), secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detto secondo otturatore (160) di detta valvola di sicurezza (16) presenta una forma conica e si accoppia nel foro di una pastiglia di tenuta (161 ) contro la quale e’ mantenuto aderente da una molla di spinta (162), detto secondo otturatore (160) alloggiando in una cameretta cilindrica (163) che comunica con detto condotto di alimentazione (3a) per il tramite di un condotto di scarico (18) che sfocia internamente a detto primo otturatore (150).
5) Gruppo valvola (1 ), secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto di presentare al suo interno una camera anulare (17) che circonda detto primo otturatore (150) e che comunica con detta camera di espansione (14) e con detta valvola di sicurezza (16).
6) Gruppo valvola (1 ), secondo la rivendicazione 4), caratterizzato dal fatto che detto primo otturatore (150) e’ internamente cavo e presenta passaggi intermedi (150a) atti a porre in comunicazione detto condotto di scarico (18) con detto condotto di alimentazione (3a).