ITTO960231A1

ITTO960231A1 - Miscelatore termostatico provvisto di un dispositivo di tenuta radiale perfezionato

Info

Publication number: ITTO960231A1
Application number: IT96TO000231A
Authority: IT
Inventors: Dr Alfons Knapp
Original assignee: Gevipi Ag
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-09-26
Also published as: EP0829041A1; ATE201269T1; CA2222403C; EP0829041A4; DE69704824T2; ES2158546T3; MX9709149A; RU2147377C1; DK0829041T3; EP0829041B1; DE69704824D1; CA2222403A1; IT1285035B1; WO1997036219A1; ITTO960231A0

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione Industriale avente per titolo

MISCELATORE TERMOSTATICO PROVVISTO DI UN DISPOSITIVO

DI TENUTA RADIALE PERFEZIONATO

La presente invenzione ha per oggetto un miscelatore termostatico provvisto di un dispositivo perfezionato per la tenuta radiale tra due parti relativamente mobili.

Per la tenuta tra diverse parti in apparecchi fluidici sono largamente impiegate le guarnizioni anulari di sezione circolare, dette O-ring. Queste guarnizioni anulari sono economiche, sono di facile installazione, e generalmente offrono prestazioni assai soddisfacenti. Nel modo di impiego tradizionale di questo tipo di guarnizioni per stabilire una tenuta radiale, la guarnizione viene inserita in una cava anulare praticata in una delle parti tra le quali deve essere stabilita la tenuta, e le dimensioni di questa cava, tenuto conto del gioco tra le parti, vengono stabilite in modo che la sezione circolare dell' O-ring venga compressa radialmente tra il fondo della cava di una parte e la superficie dell’altra parte, mentre nella direzione assiale la cava deve presentare un certo gioco, affinché a seguito della compressione radiale la dimensione della guarnizione secondo la direzione assiale possa aumentare, cosicché la sezione originalmente circolare della guarnizione diviene ovale, con un diametro minore in direzione radiale che in direzione assiale. Questa disposizione si presta ottimamente per stabilire la tenuta tra parti operativamente fisse. tra loro. Tuttavia, quando si tratta di stabilire una tenuta radiale tra parti relativamente mobili, questa disposizione può dar luogo ad inconvenienti se le parti stesse, nel funzionamento dell'apparecchio, modificano le loro dimensioni, per esempio a causa di dilatazioni termiche differenti. In questo caso, infatti, viene modificato il grado di compressione radiale della guarnizione, dalla quale dipende la tenuta, e può avvenire che la guarnizione eccessivamente sollecitata da un aumento della compressione radiale ostacoli o impedisca lo spostamento relativo tra le parti. Ciò risulta grave specialmente quando la forza disponibile per far spostare una parte mobile è limitata, come ayviene in particolare nei miscelatori termostatici, specialmente nella corsa di ritorno, che è azionata da una molla la cui rigidità non può essere molto elevata. Inconvenienti analoghi a quelli derivanti dalle dilatazioni termiche possono anche derivare dall'inesattezza delle quote costruttive di talune parti. Gli inconvenienti citati in relazione all'uso di un O-ring si possono poi verificare anche nell'impiego di altri tipi di guarnizioni, come nel caso dei cosiddetti quadring (anelli di tenuta a quattro labbri).

Nella domanda di brevetto giapponese pubblicata sotto il n° 58-68546 è stato proposto un dispositivo di tenuta mediante O-ring per un pistone mobile in un cilindro, in cui, allo scopo di aumentare la durata della guarnizione e di aumentare la pressione di essa contro la superficie del cilindro, I' O-ring è inserito in una cava che lo stringe assialmente ed il cui fondo è distanziato dall’ O-ring in modo da formare una camera anulare, e da questa camera si diparte un condotto che sbocca sulla superficie delia testa del pistone. In questo modo la pressione generata dal pistone nel suo funzionamento si trasmette alia camera anulare e spinge fortemente l O-ring contro la parete del cilindro.

Lo scopo della presente invenzione è quello di creare un dispositivo di tenuta agente radialmente tra due parti relativamente mobili di un miscelatore termostatico, il quale faccia uso di guarnizioni anulari del tipo O-ring o analogo, fruendo dei vantaggi che esse assicurano, ma nello stesso tempo sia esente dagli inconvenienti sopra segnalati. A questo scopo l'invenzione applica un concetto analogo a quello esposto nel brevetto giapponese sopra citato, sebbene per uno scopo sostanzialmente opposto, perché nei miscelatori termostatici la guarnizione agente radialmente non ha lo scopo di resistere ad una pressione considerevole, ma solo di creare una separazione tra l'acqua calda e l'acqua fredda, che hanno approssimativamente la stessa pressione, cosicché non esistono problemi riguardo alla durata della guarnizione e non interessa aumentare la pressione; al contrario, si vuole evitare che questa pressione aumenti indesiderabilmente. Inoltre, il fatto di praticare un vero e proprio condotto tra la camera anulare esistente dietro la guarnizione anulare ed un'altra parte dell'apparecchio (come suggerito da detto brevetto giapponese per un pistone, e facilmente attuabile in tale applicazione) comporterebbe, in un miscelatore termostatico, la necessità di lavorazioni che ne aumenterebbero inaccettabilmente il costo.

Lo scopo dell'invenzione si raggiunge, in un apparecchio fluidico con dispositivo di tenuta radiale, che comprende una prima parte in cui è praticata una cava, detta cava presentando un fondo che è costituito da una parete estendentesi assialmente, e due pareti che si estendono radialmente, che si fronteggiano assialmente e che accolgono una guarnizione anulare, la quale è inserita in detta cava e coopera con una superficie di una seconda parte, in cui:

detta cava presenta tra le pareti estendentisi radialmente una distanza in direzione assiale che è minore del diametro indeformato in direzione assiale della sezione della guarnizione anulare, la differenza tra detto diametro e detta distanza essendo sufficiente per comprimere assialmente la guarnizione anulare nella misura che occorre perché, tenuto conto del modulo di elasticità del materiale che costituisce la guarnizione, si stabilisca una tenuta tra la guarnizione anulare e dette superfici estendentisi radialmente;

considerato che la guarnizione anulare si trovi in condizione compressa in detta cava, il diametro della regione della guarnizione anulare che è destinata a cooperare con una superficie di detta seconda parte differisce dal diametro di detta superficie della seconda parte, con la quale la guarnizione anulare deve cooperare, quanto occorre perché, tenuto conto del modulo di elasticità del materiale costituente la guarnizione anulare, si stabilisca una tenuta nelle condizioni desiderate tra la guarnizione anulare e detta superficie della seconda parte;

il fondo di detta cava presenta un diametro che, visto in direzione radiale, differisce dal diametro della regione della guarnizione anulare che è opposta a quella destinata a cooperare con detta superficie della seconda parte, quando la guarnizione anulare è contenuta in condizione compressa in detta cava, quanto occorre per lasciare libera una camera anulare tra detto fondo della cava e detta guarnizione anulare, e

“ un passaggio è praticato in detta prima parte dell'apparecchio per far comunicare detta camera anulare con uno spazio dell'apparecchio destinato a contenere un fluido,

caratterizzato dal fatto che detto apparecchio fluidico è un miscelatore termostatico; che detta guarnizione è disposta per separare uno spazio destinato all’acqua fredda da uno spazio destinato all'acqua calda; e che detto passaggio consiste in almeno una scanalatura estendentesi radialmente, praticata in una delle pareti estendentisi radialmente di detta cava od in modo corrispondente nella guarnizione stessa inserita nella cava.

Grazie a queste caratteristiche, l'attrito che si oppone al movimento di detta seconda parte del miscelatore termostatico rispetto alla guarnizione anulare, e quindi rispetto alla prima parte, dipende soltanto dal diametro della superficie della seconda parte che coopera con la guarnizione, e dal diametro della regione cooperante della guarnizione anulare, considerata nella sua condizione compressa, e pertanto è del tutto indipendente da qualunque variazione di diametro della prima parte, dovuta, per esempio, ad una dilatazione termica. E' pertanto sufficiente progettare detta seconda parte e la guarnizione anulare stessa in modo che in qualunque condizione di funzionamento la pressione tra la guarnizione anulare e la superficie cooperante della seconda parie risulti adeguata, senza per questo dover tener conto di possibili variazioni di diametro della prima parte. D'altra parte, eventuali modificazioni delle dimensioni della prima parte, dovute per esempio a dilatazioni termiche, influiscono solamente sul grado di compressione assiale della guarnizione anulare. Ciò, in considerazione del piccolo diametro della sezione della guarnizione in direzione assiale rispetto al suo diametro di lavoro in direzione radiale, è trascurabile. Per conseguenza, nessun disturbo al funzionamento del miscelatore termostatico utilizzante questo dispositivo di tenuta è da temere come conseguenza di differenti dilatazioni tra le sue parti.

Preferibilmente, detta scanalatura è praticata nella parete di detta cava che si trova dalla parte dello spazio destinato all'acqua fredda, o dalla parte corrispondente della guarnizione inserita nella cava.

Ove occorra, una scanalatura estendentesi in direzione assiale può prolungare detta scanalatura estendentesi in direzione radiale al fine di assicurare una libera comunicazione con uno spazio dell'apparecchio destinato all'acqua.

Preferibilmente, detta guarnizione è costituita da un O-ring, da un quadrine (anello di tenuta a quattro labbri) o da una guarnizione anulare di altra sezione.

In una forma preferita di realizzazione, detta cava contenente la guarnizione è praticata sulla superficie esterna di una prima parte interna del miscelatore termostatico, e detta superficie della seconda parte, che è destinata a cooperare con la guarnizione, è una superficie interna della seconda parte. Questa forma è particolarmente preferita perché nei casi in cui la parte interna è stampata in materia plastica, cosicché in essa la scanalatura può essere ottenuta nello stampaggio, mentre la parte esterna è sovente metallica.

In tal caso, il diametro esterno della guarnizione anulare considerata in detta condizione compressa è maggiore del diametro di detta superficie interna della seconda parte, e ciò quanto occorre perché, tenuto conto del modulo di eiasticità del materiale costituente la guarnizione anulare, si stabilisca una tenuta nelle condizioni desiderate ira la guarnizione anulare e detta superficie interna della seconda parte, ed il fondo di detta cava presenta un diametro in direzione radiale minore del diametro interno della guarnizione anulare considerata in detta condizione compressa. In questo modo si ottiene la camera anulare desiderata tra detto fondo e detta guarnizione anulare.

La disposizione indicata di una guarnizione anulare rispetto ad una prima e ad una seconda parte può anche essere invertita quando se ne ravvisi l'opportunità.

In tal caso, il diametro interno della guarnizione anulare considerata in detta condizione compressa è minore del diametro della superficie esterna della seconda parte, e ciò quanto occorre perché, tenuto conto del modulo di elasticità del materiale costituente la guarnizione anulare, si stabilisca una tenuta nelle condizioni desiderate tra la guarnizione anulare e detta superficie esterna della seconda parte, ed il fondo di detta cava presenta un diametro in direzione radiale maggiore del diametro esterno della guarnizione anulare considerata in detta condizione compressa. In questo modo si ottiene la camera anulare desiderata tra detto fondo e detta guarnizione anulare.

Queste ed altre caratteristiche, scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcune forme di realizzazione, esemplificative e non limitative, che, sono schematicamente rappresentata nei disegni annessi, nei quali:

Fig. 1 rappresenta in sezione un miscelatore termostatico il quale presenta un dispositivo di tenuta secondo l'invenzione;

Fig. 2 rappresenta in scala maggiore un particolare del dispositivo di tenuta;

Fig. 3 rappresenta una variante al dispositivo di tenuta illustrato nella figura 2;

Fig. 4 rappresenta in sezione, in scala maggiore del naturale, un miscelatore termostatico del tipo a cartuccia, equipaggiato con una guarnizione anulare installata secondo l'invenzione;

Fig. 5 rappresenta in scala ancor maggiore il particolare contenuto nella zona V della figura 4;

Fig. 6 rappresenta, analogamente alla figura 4, un miscelatore termostatico equipaggiato con una guarnizione anulare installata secondo un'altra forma di realizzazione dell'invenzione; e

Fig. 7 rappresenta in scala maggiore il particolare contenuto nella zona VII della figura 6.

Il miscelatore termostatico rappresentato nella figura 1 è de! tipo descritto nella domanda di brevetto italiana TO 94 A 000360. Il dispositivo di tenuta secondo l'invenzione si dimostra specialmente adatto alle applicazioni di questo genere. Per questa ragione esso è descritto in tale contesto, sebbene sia chiaro che il dispositivo stesso può trovare applicazione in qualunque altro tipo di miscelatore termostatico. Inoltre, nella forma di realizzazione descritta è previsto l'impiego di guarnizioni anulari del tipo O-ring. Si intende tuttavìa che l'invenzione include l'impiego di qualunque tipo di guarnizione anulare che si comporti nel modo descritto.

Con riferimento alla figura 1 , la lettera A indica un collettore comportante condotti di arrivo C per acqua calda ed F per acqua fredda ed un condotto E di erogazione di acqua miscelata. A questo collettore A è applicato un rubinetto termostatico che comporta un corpo esterno 1 con un corpo interno e di fondo 2 nel quale sono praticati vari passaggi 6 (condotto di erogazione), 7 (condotto per acqua fredda) ed 8 (condotto per acqua calda), che corrispondono ai passaggi E, F e C del collettore A. Un cassetto mobile 13 coopera col corpo 2 e con un organo superiore 12 per modificare la sezione di passaggio dai condotti 7 ed 8 verso una camera di miscelazione 17 comunicante col condotto di erogazione 6. Sul tragitto dell'acqua cosi miscelata è disposto un elemento 18 sensibile alla temperatura, che contrastando con una ghiera 21 portata da una manopola di regolazione 23 (per mezzo della quale può essere regolata la temperatura dell'acqua miscelata erogata) causa, attraverso un organo di trasmissione 15-16, lo spostamento del cassetto 13. Per mantenere separate le acque calda e fredda, il cassetto 13 è montato mobile a tenuta rispetto al corpo 2, e la tenuta è stabilita da un O-ring 9 inserito in una cava di una parte del corpo 2. Questa descrizione sommaria del miscelatore termostatico è sufficiente per gli scopi della presente invenzione; maggiori dettagli sulla struttura e sul funzionamento di questo miscelatore agente termostaticamente risultano dalla descrizione della domanda di brevetto italiana TO 94 A 000360 che si considera qui incorporata per riferimento.

In questo caso, la prima parte dell'apparecchio che è interessata all'applicazione dell'invenzione è una parte sporgente dal fondo operativamente fisso 2, mentre la seconda parte è il cassetto mobile 13; tra di esse la tenuta è stabilita dall' O-ring 9, che è alloggiato in una cava della parie sporgente del corpo 2 e coopera, in corrispondenza del suo diametro maggiore, con la superficie interna del cassetto 13. Questa disposizione è rappresentata in dettaglio ed in scala maggiore nella figura 2.

La cava in cui è alloggiato l O-ring 9 è delimitata, in questo caso, da una parete superiore 41 , da una parete inferiore 42 e da un fondo 40. Il fondo 40 si estende assialmente, mentre le pareti 41 e 42 si estendono radialmente e sono reciprocamente affacciate. Le pareti radiali affacciate 41 e 42 della cava presentano una distanza inferiore al diametro libero, ossìa indeformato, dell' O-ring 9 (che per sé ha, in questo esempio, una sezione circolare), cosicché questo, quando viene inserito nella cava, subisce una compressione assiale, in conseguenza della quale la sua sezione diviene ovale, come è illustrato nella figura 2. Inoltre, il fondo 40 della cava ha un diametro in direzione radiale che è inferiore al diametro interno dell' O-ring cosi deformato, cosicché sussiste un gioco in forma di camera anulare tra il fondo 40 della cava e Γ O-ring 9. Pertanto, nella condizione installata, l O-ring 9 è leggermente deformato nel senso che esso si appoggia a tenuta contro le superfici radiali della cava e presenta ancora uno spazio libero di gioco rispetto al fondo della cava. L' O-ring 9 coopera con la superficie interna del cassetto 13 con la propria regione periferica di massimo diametro, quale risulta dalla deformazione dell' O-ring 9 ad opera della compressione assiale subita. La pressione di contatto tra Γ O-ring 9 ed il cassetto 13 dipende dal fatto che Γ O-ring 9 assialmente compresso tende ad assumere un diametro esterno che è maggiore del diametro interno del cassetto 13. Nella costruzione del dispositivo, pertanto, si sceglierà il diametro proprio dell' O-ring 9 in funzione della deformazione che esso subisce per effetto delia compressione assiale, e si terrà conto della forza che viene esercitata contro il cassetto 13 in funzione del modulo di elasticità del materiale costituente I' O-ring 9.

E' così possibile fare in modo che la forza con cui l O-ring 9 si appone contro il cassetto 13 abbia il valore desiderato. Ottenuto ciò, tale forza rimarrà poi costante anche se il materiale del corpo 2, modificandosene la temperatura, subirà una dilatazione che ne aumenterà il diametro. Come si comprende agevolmente dall'osservazione della figura 2, un leggero aumento del diametro della parte del corpo 2 nella quale è realizzata la cava per I' O-ring 9 non influisce in alcun modo sul rapporto tra Γ O-ring ed il cassetto.

in realtà, la dilatazione del materiale del corpo 2 provoca anche una leggera variazione della distanza tra le pareti radiali 41 e 42 della cava, e quindi una leggera modificazione della compressione assiale dell' O-ring. Tuttavia, in considerazione della breve distanza tra dette pareti 41 e 42, questa dilatazione risulta trascurabile, cosicché il fenomeno ora indicato non ha alcun effetto pratico sul comportamento del dispositivo di tenuta.

Come si nota dalla figura 2, una scanalatura 43 è praticata nella parete 42 della cava praticata nel corpo 2 per ricevere l O-ring 9, e questa scanalatura costituisce un passaggio che fa comunicare la camera anulare situata tra Γ O-ring 9 ed il fondo 40 della cava con lo spazio attorno alla periferìa del corpo 2, perciò con uno spazio destinato all'acqua, in questo caso l'acqua fredda alimentata attraverso il passaggio 7. La scanalatura 43 può essere realizzata senza aggravio di costi, nello stampaggio del corpo 2 che, in vista della sua conformazione, viene realizzato in materia plastica. Con questa disposizione, alla superficie dell' O-ring 9 rivolta verso l’interno della cava viene trasmessa una pressione almeno approssimativamente uguale alla pressione dell'acqua che agisce direttamente sulla superficie dell’ O-ring 9 che è rivolta verso l'esterno della cava. Ne consegue che nessuna forza apprezzabile agisce sull' O-ring 9 per effetto della pressione dell'acqua che viene alimentata al miscelatore, cosicché il funzionamento di esso non è disturbato neppure da notevoli variazioni nella pressione di alimentazione.

Se vi è ragione di temere che la comunicazione stabilita dalla scanalatura radiale 43 non sia permanentemente pervia, essa può essere prolungata da una scanalatura assiale 44 (peraltro abitualmente non necessaria) estendentesi lungo il mantello del corpo 2, come mostra la variante secondo la figura 3.

Da quanto precede risulta che per mezzo del semplice dispositivo secondo l'invenzione non si aumentano in alcun modo i costi di fabbricazione e di montaggio dell’apparecchio secondo l'invenzione, non si riducono i vantaggi propri dell'impiego di una guarnizione del tipo O-ring, o di un altro tipo analogo, quale ad esempio il quadring (anello di tenuta a quattro labbri), come guarnizione di tenuta, e si sopprime radicalmente l'inconveniente citato in premessa, che è caratteristico dei dispositivi di tenuta noti. La realizzazione del passaggio 43 sotto forma di scanalatura non comporta alcuna particolare lavorazione, perché tale scanalatura può essere ottenuta nello stampaggio del corpo 2, che come si è detto è realizzato in materia plastica.

Si deve notare, in particolare, che sebbene si sia parlato di una sezione circolare dell' O-ring, che è quella più comunemente impiegata, tuttavìa l'invenzione può essere .applicata allo stesso modo, con grande vantaggio, ad O-ring presentanti una sezione ellittica od a guarnizioni aventi un'altra sezione che, comunque, si comporti nel modo previsto dall’ invenzione.

Con riferimento alla figura 4, il miscelatore termostatico che vi è rappresentato comporta un involucro a cartuccia che è costituito da due parti 101 e 102 reciprocamente collegate, per esempio a vite, . e dotate esternamente di guarnizioni 103 per la tenuta nella cavità di un corpo di miscelatore (non rappresentato) destinato a contenere la cartuccia. La parte 101 dell'involucro presenta aperture 104 per l'ingresso di acqua calda e 105 per l'ingresso di acqua fredda ed un’apertura 119 per ['erogazione dell'acqua miscelata. In questo esempio, l'apertura di erogazione è stata rappresentata in posizione assiale, ma essa può essere comunque disposta. Nell'interno della parte 101 dell'involucro è installato un cassetto 106, che è mobile assialmente in corrispondenza delle aperture 104 e 105, in modo da poterle occludere almeno parzialmente, in modo per sé noto. Il cassetto 106 è spinto da una molla di richiamo 107. Al cassetto 106 è collegato un elemento termometrico a dilatazione termica 108, che sposta il cassetto 106 contro l'azione della molla 107, in modo per sé noto, quando l'elemento 108 si dilata per effetto di un aumento di temperatura. A questo scopo, un codolo 109 dell'elemento termometrico 108 punta contro una piastra 110, che è trattenuta da una molla di sicurezza 111 in un cursore 112, il quale è mobile assialmente nella parte 102 dell'involucro ed è accoppiato a vite in 113 con una ghiera 114. Questa ghiera è montata girevole ma non assialmente spostabile nella parte 102 dell'involucro ed è connessa con un innesto 115 per una manopola di regolazione. La disposizione descritta permette, ruotando una manopola di regolazione collegata all'innesto 115, di far spostare assialmente il cursore 112 con la piastra 110 contro la quale punta il codolo 109 dell' elemento termometrico 108, e quindi permette di modificare la regolazione dell’elemento termometrico e la temperatura dell’acqua miscelata erogata.

La tenuta tra il cassetto mobile 106 e la superficie interna della parte 101 dell'involucro a cartuccia è stabilita da una guarnizione 116 che, in questa forma di realizzazione, è del tipo O-ring, e che è insediata in una sede 117 praticata nel cassetto mobile 106. Come si osserva particolarmente dalia figura 5, la sede 117 è dimensionata più stretta dello spessore assiale della guarnizione 116, cosicché quest'ultima vi fa tenuta per compressione assiale; essa non tocca il fondo della sede 117. La superficie esterna della guarnizione 116 può scorrere a contatto con la superficie interna della parte 101 dell'involucro a cartuccia, e vi fa tenuta radialmente in virtù del rapporto tra il proprio diametro esterno ed il diametro di detta superficie interna della parte 101 , ed in ragione della propria elasticità.

In queste condizioni, la pressione di contatto tra la guarnizione 116 e la parete dell'involucro a cartuccia non è affatto modificata da possibili inesattezze delle quote radiali del cassetto e della sede della guarnizione, né da dilatazioni termiche differenti da quelle dell'involucro a cartuccia. Le dilatazioni termiche del cassetto influiscono sulla compressione assiale della guarnizione in misura trascurabile, in considerazione della ridotta estensione assiale di essa. E' pertanto sufficiente che la guarnizione e la superficie interna dell'involucro a cartuccia siano costruiti nel loro reciproco rapporto in modo da dar luogo in ogni condizione ad una tenuta sufficiente con il minimo attrito possibile.

Il fondo della sede 117 comunica, attraverso una scanalatura 118 prati cata in una parete radiale della cava 11 / del cassetto 106, con la superficie d mantello di esso, in una regione che, attraverso l'apertura 105, comunica perma nentemente con l'arrivo di acqua fredda. Pertanto, al fondo della sede 117 regna una pressione uguale a quella di alimentazione; la guarnizione 116 è assoggettata su tutta la sua superficie ad una pressione almeno approssimativamente unifor me, e non sono da temere sue deformazioni ad opera di differenze rilevanti d pressione, né ostacoli al suo comportamento derivanti da pressioni o depression anomale che potessero insorgere al fondo della sede 117.

E' chiaro che, quando se ne ravvisi l'opportunità, la scanalatura 118 po trebbe essere praticata nell'opposta parete della cava 117, e quindi essere fatta sboccare in corrispondenza dell'apertura di arrivo 104, anziché di quella 105. E anche chiaro che la guarnizione anulare 116 potrebbe avere qualunque sezione adeguata, diversa da quella circolare esemplificata.

Se vi è ragione di temere che la comunicazione stabilita dalla scanalatura radiale 118 non sia permanentemente pervia, essa può essere prolungata da una scanalatura assiale 120 (peraltro abitualmente non necessaria) estendentesi lungo il mantello del cassetto mobile 106.

In forme di realizzazione come quelle della figura 4 già descritta e della successiva figura 6, si constata un grande vantaggio indiretto dell'applicazione dell'invenzione. Infatti, in simili forme di realizzazione, secondo la tecnica nota i cassetto mobile deve essere realizzato in metallo, perché l'elevato coefficiente d dilatazione termica della materia plastica porterebbe al bloccaggio dell'apparecchio, come esposto nel preambolo. Siccome poi il metallo è soggetto ad accogliere incrostazioni calcaree, nelle costruzioni migliori il cassetto viene rivestito con tetrafluoroetilene, con un'operazione molto costosa. Invece, grazie all'applicazione dell'invenzione, il cassetto mobile può essere realizzato in materia plastica non soggetta ad accogliere depositi calcarei, con grande economìa, perché la dilatazione di questo materiale cessa di portare inconvenienti.

Nella forma di realizzazione secondo la figura 6, la maggior parte dei componenti del miscelatore termostatico è identica a quelli descritti a proposito della figura 4, e perciò non sarà ulteriormente descritta. Tuttavia, a differenza dalla forma precedente, la tenuta tra il cassetto mobile 106 e la superficie interna della parte 101 dell'involucro a cartuccia è stabilita da una guarnizione 126 che, in questa forma di realizzazione, è del tipo O-ring, e che è insediata in una sede 127 praticata nella parete 101 dell’involucro a cartuccia.

Come si osserva particolarmente dalla figura 7, la sede 127 è più stretta delio spessore assiale della guarnizione 126, cosicché quest'ultima vi fa tenuta per compressione assiale; essa non tocca il fondo della sede 127 che, in questo caso, si trova all'esterno di essa. La superficie interna della guarnizione 126 può scorrere a contatto con la superficie esterna del cassetto 106, e vi fa tenuta radialmente in virtù del rapporto tra il proprio diametro interno ed il diametro di detta superficie esterna del cassetto 106, ed in ragione della propria elasticità.

In queste condizioni, la pressione di contatto tra la guarnizione 126 e la superficie esterna del cassetto 106 non è affatto modificata da possibili inesattezze delle quote radiali dell'involucro a cartuccia e della sede della guarnizione, né da dilatazioni termiche differenti da quelle del cassetto. Le dilatazioni termiche dell'involucro a cartuccia influiscono sulla compressione assiale della guarnizione in misura trascurabile, in considerazione della ridotta estensione assiale di essa. E' pertanto sufficiente che la guarnizione e la superficie esterna del cassetto siano costruiti nel loro reciproco rapporto in modo da dar luogo in ogni condizione ad una tenuta sufficiente con il minimo attrito possibile.

La camera anulare costituente il fondo della sede 127 comunica, attraverso una scanalatura 128 praticata in una parete radiale della cava 127 della parte 101 dell'involucro a cartuccia, con la superficie interna di esso, in una regione in cui si apre l'apertura 105, che comunica permanentemente con l'arrivo dell’acqua fredda. Pertanto, al fondo della sede 127 regna una pressione uguale a quella di alimentazione; la guarnizione 126 è assoggettata su tutta la sua superficie ad una pressione almeno approssimativamente uniforme, e non sono da temere sue deformazioni ad opera di differenze rilevanti di pressione, né ostacoli al suo comportamento derivanti da pressioni o depressioni anomale che potessero insorgere al fondo della sede 127.

E' chiaro che, quando se ne ravvisi l'opportunità, la scanalatura 128 potrebbe essere praticata nell'opposta parete della cava 127, e quindi essere fatta sboccare dalla parte dell'apertura di arrivo 104, anziché di quella 105. È anche chiaro che, come nel caso precedente, la guarnizione anulare 126 potrebbe avere qualunque sezione adeguata, diversa da quella circolare esemplificata, e che se necessario la scanalatura radiale 128 potrebbe essere prolungata da una scanalatura assiale 130 praticata sulla superficie interna della parte 101 dell'involucro della cartuccia.

Inoltre, in forme di realizzazione del tipo ora descritto, la comunicazione tra il fondo della cava e la superficie esterna dell'involucro a cartuccia, che si trova a contatto con l'acqua alimentata, potrebbe essere realizzata in altri modi, come attraverso un semplice foro radiale, che in questo caso particolare assumerebbe il carattere di un equivalente tecnico della scanalatura.

Si comprende dunque che l'invenzione esposta permette di conferire al miscelatore termostatico, che per il resto può essere di qualunque conformazione, un comportamento particolarmente vantaggioso, in quanto è possibile realizzare negli spostamenti del cassetto il minimo attrito che è compatibile con una sua efficace tenuta rispetto all'involucro del miscelatore, questo attrito restando poi sostanzialmente costante nelle diverse condizioni di funzionamento, nonostante le inevitabili dilatazioni termiche delle parti e le possibili inesattezze di talune quote.

Come si rileva dagli esempi esposti, l’invenzione trova applicazione sia nei miscelatori termostatici a cartuccia, che nei miscelatori termostatici dei tipi che non prevedono l'impiego di una cartuccia.

È chiaro che le disposizioni particolari descritte ed illustrate possono essere variamente modificate, il dispositivo di tenuta dovendo essere adattato in ogni caso alla struttura ed alle esigenze dei vari apparecchi a cui può essere applicato. Pertanto, varie modificazioni, oltre a quelle indicate, ed ogni sostituzione di equivalenti tecnici, possono essere apportate nella realizzazione del dispositivo di tenuta, senza per questo dipartirsi daH'ambito dell'invenzione e dalla portata del presente Brevetto. Si cita, come particolare equivalente tecnico, la possibilità dì sostituire le scanalature praticate in una parete della cava negli esempi illustrati, con analoghe scanalature o interruzioni di continuità previste, in posizione corrispondente, nella guarnizione alloggiata nella cava.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . Apparecchio fluidico con dispositivo di tenuta radiale, che comprende una prima parte in cui è praticata una cava, detta cava presentando un fondo che è costituito da una parete estendentesi assialmente, e due pareti che si estendono radialmente, che si fronteggiano assialmente e che accolgono una guarnizione anulare, la quale è inserita in detta cava e coopera con una superficie di una seconda parte, in cui: detta cava presenta tra le pareti estendentisi radialmente una distanza in direzione assiale che è minore del diametro indeformato in direzione assiale della sezione della guarnizione anulare, la differenza tra detto diametro e detta distanza essendo sufficiente per comprimere assialmente la guarnizione anulare nella misura che occorre perché, tenuto conto del modulo di elasticità del materiale che costituisce la guarnizione, si stabilisca una tenuta tra la guarnizione anulare e dette superaci estendentisi radialmente; considerato che la guarnizione anulare si trovi in condizione compressa in detta cava, il diametro della regione della guarnizione anulare che è destinata a cooperare con una superficie di detta seconda parte differisce dal diametro di detta superficie della seconda parte, con la quale la guarnizione anulare deve cooperare, quanto occorre perché, tenuto conto del modulo di elasticità de! materiale costituente la guarnizione anulare, si stabilisca una tenuta nelle condizioni desiderate tra la guarnizione anulare e detta superficie della seconda parte; il fondo di detta cava presenta un diametro che, visto in direzione radiale, differisce dal diametro della regione della guarnizione anulare che è opposta a quella destinata a cooperare con detta superficie della seconda parte, quando la guarnizione anulare è contenuta in condizione compressa in detta cava, quanto occorre per lasciare libera una camera anulare tra detto fondo della cava e detta guarnizione anulare, e un passaggio è praticato in detta prima parte dell'apparecchio per far comunicare detta camera anulare con uno spazio dell’apparecchio destinato a contenere un fluido, caratterizzato dal fatto che detto apparecchio fluidico è un miscelatore termostatico; che detta guarnizione è disposta per separare uno spazio destinato all'acqua fredda da uno spazio destinato all'acqua calda; e che detto passaggio consiste in almeno una scanalatura estendentesi radialmente, praticata in una delle pareti estendentisi radialmente di detta cava od in modo corrispondente nella guarnizione stessa inserita nella cava.
2 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta scanalatura estendentesi radialmente è prolungata da un tratto di scanalatura estendentesi assialmente.
3 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta guarnizione anulare è del tipo O-ring, quadring (anello di tenuta a quattro labbri) o di altra sezione.
4 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta cava contenente la guarnizione anulare è praticata sulla superficie esterna di una prima parte interna dell'apparecchio, e che detta superficie della seconda parte, destinata a cooperare con la guarnizione anulare, è una superficie interna di detta seconda parte.
5 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il diametro esterno della guarnizione anulare, considerata in condizione compressa, è maggiore del diametro di detta superficie interna della seconda parte, quanto occorre affinché, tenuto conto del modulo di elasticità del materiale costituente la guarnizione anulare, si stabilisca una tenuta nelle condizioni desiderate tra la guarnizione anulare e detta superficie interna della seconda parte, ed il fondo di detta cava presenta un diametro in direzione radiale che è minore del diametro interno, visto in direzione radiale, della guarnizione anulare, considerata in condizione compressa, quanto occorre per ottenere il gioco desiderato tra detto fondo e detta guarnizione anulare.
6 . Dispositivo di tenuta secondo la rjvendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta cava contenente la guarnizione anulare è praticata nella superficie interna di una prima parte esterna dell'apparecchio, e detta superficie della seconda parte, destinata a cooperare con la guarnizione anulare, è una superficie esterna di detta seconda parte.
7 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il diametro interno della guarnizione anulare, contenuta in condizione compressa nella cava, è minore del diametro di detta superficie esterna della seconda parte, quanto occorre affinché, tenuto conto del modulo di elasticità del materiale costituente la guarnizione anulare, si stabilisca una tenuta nelle condizioni desiderate tra la guarnizione anulare e detta superficie esterna della seconda parte, ed il fondo di detta cava presenta un diametro in direzione radiale che è maggiore del diametro esterno della guarnizione anulare, considerata in condizione compressa, in modo che sussista il gioco desiderato tra detto fondo e detta guarnizione anulare.
8 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che, quando detta prima parte è costituita da un involucro a cartuccia la cui superficie esterna è a contatto con acqua alimentata sotto pressione, detta scanalatura può essere sostituita da un semplice foro radiale sboccante nel fondo della cava.
9 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta scanalatura di passaggio è praticata nella parete radiale della cava praticata in detta prima parte dell'apparecchio, che si trova dalla parte dello spazio destinato a ricevere acqua fredda.
10 . Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta prima parte o/e detta seconda parte possono essere realizzate in materia plastica, nonostante l'elevato coefficiente di dilatazione di questo materiale.
11. Miscelatore termostatico con un dispositivo di tenuta radiale con guarnizione anulare, tra parti relativamente mobili, caratterizzato dalle particolarità, disposizioni e funzionamento, quali appaiono dalla descrizione sopraestesa e dal disegno annesso, o sostituiti da loro equivalenti tecnici, presi nel loro insieme, nelle. loro varie combinazioni o separatamente. Disegni, tavole 4.