ITPD990274A1 - Gruppo valvolare per il controllo dell'erogazione di un gascombustibile. - Google Patents

Description

Descrizione

-.La presente invenzione riguarda un gruppo valvolare per il controllo della erogazione di un gas combustibile secondo il preambolo della rivendicazione principale.

Tali gruppi sono notoriamente utilizzati per controllare l'erogazione di gas combustibile ad un bruciatore o altra simile utenza in modo di variarne in modo controllato la pressione di erogazione o la portata di gas erogata.

Gruppi valvolari di questo tipo, noti dalla produzione della stessa Richiedente, sono tipicamente provvisti di attuatori motorizzati per il comando operativo di un otturatore in chiusura e in apertura di una sede valvolare prevista nel condotto di erogazione. Essi comprendono ad esempio un asta di manovra attiva sull'otturatore e collegata tramite un accoppiamento a vite-madrevite al rotore di un motore elettrico per spostare l'otturatore in chiusura ed apertura della sede valvolare a seguito di un azionamento in rotazione del motore elettrico. Attraverso il controllo dell'attuatore è ottenuto altresì un comando di modulazione della pressione di erogazione o rispettivamente della portata di gas erogata.

Un problema riscontrato in gruppi valvolari con attuatori motorizzati del tipo indicato è quello di garantire una efficace intercettazione del passaggio di gas attraverso la sede valvolare, al manifestarsi di prefissate condizioni, ad esempio quelle in cui deve essere assicurata una chiusura di sicurezza della sede valvolare in conseguenza della interruzione nell'alimentazione elettrica dell'attuatore motorizzato.

In primo luogo, questi attuatori motorizzati sono comandati con potenze relativamente ridotte che se da un lato garantiscono una efficace funzione di modulazione a basso consumo, dall'altro lato non consentono di reggere i carichi piuttosto elevati richiesti per assicurare una chiusura di sicurezza della sede valvolare.

Inoltre, nella fase di modulazione, una interruzione dell'alimentazione elettrica dell'attuatore motorizzato può comportare l'arresto dell'otturatore in una posizione intermedia di apertura della sede e pertanto non può essere garantita l'intercettazione del flusso di gas attraverso la sede stessa. Qualora l'otturatore fosse pilotato in chiusura della sede valvolare al manifestarsi delle condizioni anzidette, tale chiusura non potrebbe inoltre avvenire, per la natura stessa dell'attuatore, in tempi relativamente rapidi quali quelli richiesti per le condizioni di intercettazione di sicurezza del passaggio di gas.

Il problema alla base di questa invenzione è quello di mettere a disposizione un gruppo valvolare strutturalmente e funzionalmente concepito così da ovviare a tutti gli inconvenienti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata.

Questo problema è risolto dall'invenzione mediante un gruppo valvolare realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo preferito esempio di realizzazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento all'unica figura allegata in cui è rappresentato in sezione longitudinale un gruppo valvolare secondo l'invenzione.

In figura, con 1 è complessivamente indicato un gruppo valvolare per il controllo della erogazione di un gas combustibile ad un bruciatore o altra simile utenza, non rappresentato in figura, realizzato in accordo con la presente invenzione. Il gas è alimentato al gruppo 1 in corrispondenza di un condotto di alimentazione 2 ed è erogato da esso attraverso un condotto di erogazione 3.

II gruppo 1 comprende una valvola di modulazione 4 includente un otturatore 5 sollecitato in chiusura di una sede valvolare 6, nel modo chiarito in dettaglio nel seguito della descrizione. A monte della valvola di modulazione 4 sono previste, in modo di per sè convenzionale, una elettrovalvola di sicurezza 7 per l'intercettazione del flusso di gas principale alimentato attraverso il condotto 2 ed una servo-valvola 8. La previsione e la collocazione delle valvole 7 ,8 pur costituendo una scelta preferita non costituisce alcuna limitazione del concetto inventivo alla base della presente invenzione .

La servo-valvola 8 comprende un otturatore 9 elasticamente sollecitato in chiusura di una sede 10 dal carico elastico di un molleggio 11 e comandabile in apertura da una membrana 12 sensibile al differenziale di pressione esistente tra la pressione Pu, in una camera 13 a valle della sede 10, da un lato ed il valore della pressione Pt in una camera di pilotaggio 14, dall'altro lato .

Con 15 è indicata una valvola di regolazione comprendente una vite 16 di regolazione del massimo valore della pressione Pu. Tramite la vite 16, sulla quale è attestata una molla 17 attiva a sua volta su di un portaotturatore a membrana 18, viene mantenuto un prescelto carico elastico sulla membrana. Tale carico è correlato proporzionalmente ad un valore di pressione Pu nella camera 13 . Il porta-otturatore 18 è spostabile in chiusura di una sede di valvola 19 che mette in comunicazione la camera 13 con una seconda camera 20. Detta camera 20 è sempre in comunicazione con la camera di pilotaggio 14, tramite un - travaso 21 ed è provvista di una strozzatura 2la tale da indurre una perdita di carico per derivare la pressione di pilotaggio Pt da una frazione della portata di gas spillata all'ingresso del gruppo valvolare dalla portata alimentata attraverso il condotto 2.

Ritornando ora alla valvola di modulazione 4, essa comprende un attuatore motorizzato per il comando dell'otturatore 5 includente una asta di manovra 22. L'asta 22 è provvista di una filettatura esterna 22a suscettibile di impegnare in avvitamento una madre-vite 23 ricavata internamente ad una boccola 24. Detta boccola 24 è coassiale e rigidamente collegata con il rotore 25 di un motore elettrico 26. Quest'ultimo è un motore a corrente continua e preferibilmente è un motore del tipo passopasso. L'asta di manovra 22 è collegata tramite l'accoppiamento vite-madrevite con l'albero cavo del rotore 25 con rapporto di trasmissione preferibilménte unitario.

L'asta di manovra 22 è altresì provvista di una coppia di risalti radiali 27 diametralmente opposti per l'impegno di rispettive gole 28 formate in un involucro 29 solidarizzato alla parte statorica del motore. Grazie all'impegno di scorrimento dei risalti 27 nelle gole 28, l'asta di manovra 22 è guidata lungo la direzione del suo sviluppo assiale in modo tale che, per effetto dell'accoppiamento vite-madrevite, ad una rotazione della boccola 24 corrisponda un prefissato scorrimento assiale dell'asta di manovra 22.

Tra l'otturatore 5 è l'asta 22 è interposto, secondo l'invenzione, un attuatore elettromagnetico 30 comprendente un elettromagnete con un solenoide 31, un nucleo fisso 32, sostanzialmente conformato ad U, ed un'ancora mobile 33. Il nucleo fisso 32 è connesso ad una estremità dell'asta 22 mentre l'ancora mobile 33 è solidarizzata con l'otturatore 5. Il nucleo fisso è mantenuto ancorato all'ancora mobile, per effetto dell'eccitazione dell'elettromagnete, in contrasto ad un molleggio 34 attivo sull'otturatore 5 per sollecitare il medesimo in chiusura della sede valvolare 6 al verificarsi di prefissate condizioni di funzionamento, come chiarito in dettaglio di seguito.

L'ancora mobile 33, e con essa l'otturatore 5, sono inoltre assialmente guidati tramite guide e contro-guide, complessivamente indicate con 35.

Con 36 è indicata una molla attiva tra l'involucro 29 ed una porzione del nucleo fisso 32, sita da parte contrapposta all'ancora mobile 33, e serve a mantenere i corrispondenti fianchi delle filettature dell'accoppiamento vite-madrevite in continuo e reciproco contatto annullando i giochi presenti nell'accoppiamento.

Con 37 è contrassegnata una battuta regolabile dell'asta 22 la quale è ricavata sulla superficie di una vite 38 avvitata in un foro assiale 39 filettato dell'involucro del motore 26.

Nel funzionamento, è previsto che il motore 26 sia azionato in rotazione per un prescelto numero di giri correlato, tramite il passo di filettatura nell'accoppiamento vite -madrevite, con una prefissata corsa assiale dell'asta di manovra 22. La corsa effettuata dall'asta è tale da portare l'otturatore 5 alla prescelta distanza dalla sede valvolare per indurre un prefissato e corrispondente differenziale di pressione tra la camera 13 ed il condotto di erogazione 3, rispettivamente posti a monte e a valle della sede 6, permettendo così di modulare la pressione di erogazione Pe nel condotto 3 e conseguentemente la portata di gas erogata all'utenza. In condizioni di normale funzionamento l'otturatore 5 è ancorato, per mezzo dell'ancora 33, al nucleo fisso dell 'attuatore elettromagnetico 30, mediante eccitazione del solenoide 31.

Al verificarsi di prefissate condizioni che richiedano l'intercettazione della sede valvolare 6, viene interrotta l'alimentazione elettrica al solenoide 31 e conseguentemente l'otturatore 5 è sollecitato dal molleggio 34 in chiusura della sede 6, indipendentemente dalla posizione assiale dell'asta di manovra 22. La valvola di modulazione 4 assicura così oltre la funzione di modulazione anche la funzione di intercettazione di sicurezza del passaggio di gas attraverso la sede 6.

Si consegue pertanto nel gruppo valvolare secondo l'invenzione, una doppia sicurezza intrinseca o ridondanza di protezione, nel senso che anche in difetto dell'intervento automatico della elettrovalvola di sicurezza 7, viene comunque comandata in chiusura la valvola 4 di modulazione.

Il molleggio 34 è scelto di dimensioni e costante elastica tali da poter garantire una chiusura dell'otturatore 5 contro la sede valvolare 6 a partire da qualsiasi posizione assiale raggiunta dall'asta di manovra 22 durante la funzione di modulazione.

L'invenzione risolve così il problema proposto conseguendo numerosi vantaggi rispetto alle soluzioni note.

Uno dei principali vantaggi risiede nel fatto che il gruppo valvolare secondo l'invenzione consente di esplicare la funzione di chiusura di sicurezza nella stessa valvola di modulazione della pressione di erogazione e/o della portata di gas. Ne consegue che la valvola di modulazione ad attuatore motorizzato permette di garantire una funzione di modulazione a basso consumo ed elevata risoluzione di posizionamento garantendo comunque la funzione di chiusura di sicurezza con carico elevato di chiusura e rapidi di intervento, al manifestarsi di prefissate condìzìoni

Claims (6)

1. Rivendicazioni 1. Gruppo valvolare per il controllo della erogazione di un gas combustibile attraverso un condotto di erogazione, comprendente : - una sede valvolare in detto condotto ed un otturatore associato a detta sede, un primo mezzo attuatore per il controllo di detto otturatore in apertura ed in chiusura di detta sede valvolare , - mezzi motori per il comando operativo di detto primo mezzo attuatore, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo mezzo attuatore elettromagnetico interposto tra detto otturatore e detto primo mezzo attuatore per sollecitare detto otturatore in chiusura di detta sede valvolare indipendentemente dalla posizione operativa del primo mezzo attuatore, al manifestarsi di una prefissata condizione che richieda l'intercettazione di detta sede valvolare .
2. 2. Gruppo valvolare secondo la rivendicazione 1, in cui detto secondo mezzo attuatore elettromagnetico comprende un solenoide, un nucleo fisso ed un nucleo mobile, detto otturatore essendo fissato a detto nucleo mobile, detto nucleo mobile essendo trattenuto ancorato al nucleo fisso mediante eccitazione dell'attuatore elettromagnetico in contrasto a mezzi elastici attivi sull'otturatore per sollecitare il medesimo in chiusura di detta sede.
3. 3. Gruppo valvolare secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti mezzi motori comprendono un motore a rotazione reversibile a corrente continua.
4. 4. Gruppo valvolare secondo la rivendicazione 3, in cui detto motore è un motore passo-passo.
5. 5 . Gruppo valvolare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo mezzo attuatore comprende un'asta di manovra solidarizzata al nucleo fisso dell'attuatore elettromagnetico ed un accoppiamento vite -madrevite tra detto rotore e detta asta di manovra, detta asta essendo collegata rigidamente all 'una o all'altra di dette vite e madrevite.
6. 6. Gruppo valvolare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di guida per guidare assialmente l'asta di manovra nel comando di detto otturatore a seguito di una rotazione del rotore attorno al proprio asse