ITTO980181A1 - Attuatore di tipo termico e metodo di chiusura e tenuta per il corpo di un attuatore di tipo termico. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

"ATTUATORE DI TIPO TERMICO E METODO DI CHIUSURA E TENUTA PER IL CORPO DI UN ATTUATORE DI TIPO TERMICO "

RIASSUNTO

Viene descritto un attuatore di tipo termico, comprendente

- un corpo (2) nel quale è definita una camera (4) per il contenimento di un materiale (C) espandibile in funzione della temperatura di detto corpo (2),

- un albero (5), un’estremità del quale è immersa direttamente in detto materiale (C), detto albero (5) essendo mobile in funzione dell’aumento e della riduzione di volume di detto materiale (C),

- mezzi di chiusura e tenuta (8,9,10,11) per detta camera (4) e detto albero (5), comprendenti

- almeno un elemento di chiusura (11), in forma di rondella o similare, atto a cooperare meccanicamente con detto corpo (2),

- almeno un primo elemento di tenuta (10), quale una boccola o elemento similare, atto ad operare una prima tenuta su detto albero (5),

- almeno un secondo elemento di tenuta (9), quale un anello o elemento similare, atto ad operare una seconda tenuta su detto albero (5).

Secondo l’invenzione, detti mezzi di chiusura e tenuta (8,9, 10, 11) comprendono mezzi di sostegno inferiore (8) per uno tra detti primo elemento di tenuta (10) e secondo elemento di tenuta (9), detti mezzi di sostegno inferiore (8) essendo associati a detto corpo (2) in un punto (6A) predefinito di questo, detto elemento di chiusura (11) e detti mezzi di sostegno inferiore (8) delimitando una zona di alloggiamento precisa (6,7) in detto corpo (2) per detti primo e secondo elemento di tenuta (9,10).

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un attuatore di tipo termico, e ad un metodo di chiusura e tenuta per il corpo di un attuatore di tipo termico.

Attuatori del tipo citato sono noti ed impiegati in vari settori, tra i quali quello degli apparati elettrodomestici, del condizionamento ambientale, degli impianti igienicosanitari, degli autoveicoli.

Tali attuatori constano solitamente di un almeno un elemento termosensibile, che comprende un corpo realizzato con un materiale termicamente conduttivo (ad esempio metallo), il quale viene sottoposto ad una fonte di calore.

Nel citato corpo è prevista una camera di contenimento per un materiale dilatabile in funzione della temperatura (quale ad esempio della cera) e, almeno parzialmente, un albero o elemento spintore; il corpo presenta a tale scopo un’apertura, definita ad una delle sue estremità longitudinali, la quale viene sigillata tramite idonei mezzi.

La conseguenza di una trasmissione di calore al corpo dell'elemento termosensibile è un'espansione del materiale dilatabile e tale espansione determina lo spostamento lineare dello spintore verso l'esterno del corpo, fino al raggiungimento di una determinata posizione, generalmente stabilita da un fine corsa meccanico, che può essere definita posizione stabile di lavoro. Quando la trasmissione di calore al corpo dell'elemento termosensibile diminuisce o viene interrotta, il materiale dilatabile si contrae, così consentendo il graduale ritorno dello spintore nella posizione iniziale di riposo, anche con l'ausilio di un elemento elastico di richiamo, quale una molla.

In talune soluzioni, la fonte di calore per il corpo dell'elemento termosensibile può essere costituita da un riscaldatore elettrico, quale un resistore a coefficiente di temperatura positivo o PTC, alimentato tramite due terminali o contatti; questo è ad esempio il caso di dispositivi di attuazione impiegati nel settore automobilistico o degli elettrodomestici. In altre soluzioni, l’attuazione dell'elemento termosensibile è determinata dalla temperatura dell'ambito in cui il medesimo si trova ad operare. Questo è ad esempio il caso dei miscelatori collegati a condotte di alimentazione d'acqua negli impianti igienicosanitari per edilizia abitativa, ove il corpo dell’elemento termosensibile è soggetto alla temperatura della stessa acqua di cui si vuole regolare il flusso.

Gli elementi termosensibili del tipo citato sono di realizzazione semplice ed economica; loro importanti vantaggi sono costituiti dalla notevole potenza sviluppabile, in rapporto alle loro dimensioni contenute, e dalla silenziosità di funzionamento.

Per sigillare la camera contenente il materiale dilatabile, e realizzare la necessaria tenuta sullo spintore, è noto prevedere idonei mezzi di chiusura a tenuta, che sono alloggiati in una medesima sede prevista in corrispondenza della citata apertura longitudinale del corpo; detti mezzi sono solitamente costituiti da una boccola in materiale elastico, tipicamente Teflon®, e da due rondelle metalliche, una superiore ed una inferiore, che “impaccano” la citata boccola. La suddetta boccola deve essere inserite con interferenza sullo spintore, per garantire la necessaria tenuta, e ciò si traduce in attriti significativi sullo spintore stesso.

Tale problema viene accentuato dal fatto che la boccola può venire compressa, o schiacciata, tra le due rondelle metalliche, quando l'estremità del corpo in cui è definita la citata apertura viene ribadito meccanicamente, ossia ripiegato o "strozzato" sulla rondella superiore, per determinare la chiusura a tenuta della camera contenente il materiale dilatabile; ciò può determinare un’eccessiva compressione della boccola sullo spintore, che acuisce il suddetto problema.

Va poi detto che la boccola in Teflon® tende ad espandere il proprio volume durante il funzionamento, quando il corpo dell’elemento termosensibile viene riscaldato: essendo detta boccola compressa in un’unica sede, tale espansione determina ulteriori attriti sullo spintore.

Inoltre, tale espansione ha l’effetto di determinare delle micro-estrusioni del materiale costituente le boccola: in altre parole, piccole porzioni della stessa tendono ad insinuarsi nelle pur minime luci presenti tra i fori centrali delle rondelle metalliche e lo spintore in essi passante; tali trafllamenti della boccola determinano un decadimento precoce della tenuta e quindi dell’elemento termosensibile.

Gli inconvenienti suddetti sono tali da generare malfunzionamenti sostanziali degli elementi termosensibili, nella maggior parte delle loro usuali applicazioni; l’impiego di elementi termosensibili cosi concepiti può risultare in particolare critico nei casi in cui è richiesta un’alta sensibilità del dispositivo a variazioni termiche indotte al corpo dello stesso, e una notevole rapidità di intervento.

Da US 5,572,869 è anche noto un dispositivo di attuazione di tipo termico, comprendente un elemento termosensibile in cui sono previsti, quali mezzi di tenuta, una boccola ed un anello di tenuta; in Fig. 1 viene riportata una sezione schematica di un siffatto elemento termosensibile. .

Detto elemento termosensibile noto, indicato nel suo complesso con 100, presenta un corpo in materiale metallico 101, all'interno del quale è definita una camera 102 contenente una cera 103, o simile materiale che si espande con l’aumentare della temperatura.

Con 104 è indicato un anello di· tenuta del tipo O-Ring, mentre con 105 e 106 sono rispettivamente indicate una boccola in Teflon® e una rondella in ottone; la boccola 105 è di dimensioni contenute rispetto a quelle utilizzate neH’arte nota sopra citata.

Con 107 è indicato un albero in acciaio inossidabile, una porzione del quale si estende al di fuori del corpo 101, attraverso i fori presenti nel centro dell'anello 104, della boccola 105 e della rondella 106.

Ai fini dell'assemblaggio dell’elemento 100, la camera 102 viene riempita con una quantità predefinita di cera 103, dopo di che in essa viene inserito l'albero 107, avendo cura che gli elementi 104 e 105-106 ad esso preventivamente associati raggiungano delle rispettive sedi di lavoro; in particolare, a seguito dell'assemblaggio, l'anello 104 risulta posizionato in un alloggiamento 108, definito da un allargamento cilindrico della camera 102, mentre la boccola 105, che è inserita con interferenza sull'albero 107, e la rondella 106, sono posizionate l'una sull'altra in una sede 109, pure definita da un allargamento cilindrico della camera 102, ricavato superiormente all’ alloggiamento 108 e di diametro maggiore rispetto a questa.

A questo punto, l'estremità superiore del corpo 101, che definisce l'apertura attraverso la quale i suddetti elementi possono essere inseriti nella camera 102, viene ribadito meccanicamente, ossia ripiegato sulla rondella 106, proprio per determinare una chiusura a tenuta della camera 102, assicurando la boccola 105 e l'anello di tenuta 104 rispettivamente nella sede 109 e nell’alloggiamento 108.

L’elemento termosensibile descritto in US 5,572,869 presenta alcuni inconvenienti, dovuti al tipo di montaggio dei suoi componenti.

Un primo problema deriva dal fatto che l'anello di tenuta 104 non è dotato di un'idonea sede di alloggiamento, per i motivi che seguono.

Nel caso del dispositivo descritto in US 5,572,869, l’anello di tenuta 104 è direttamente in contatto con la boccola 105 la quale, secondo la tecnica corrente, dovrebbe avere la funzione di impedire che porzioni dell’anello 104 si insinuino, durante le movimentazioni dell’albero 107 e sotto la spinta della cera, verso l’esterno del corpo 101, nella luce presente tra il foro centrale della rondelle 106 e l’albero 107 in esso passante.

Tuttavia, nel caso del citato documento anteriore, la posizione di lavoro della boccola 105 non è affatto certa, come risulterà chiaro in seguito, e non è previsto alcun elemento inferiormente all’anello 104, idoneo a definire una sede precisa.

Come si nota in Fig. 1, infatti, l'anello 104 poggia inferiormente su di uno spallamento 108A definito dall'estremità inferiore dell’alloggiamento 108, sicché non vi è un basamento ben delimitato, sul quale l’anello stesso possa eventualmente adattarsi: ci si trova quindi in una condizione in cui l’anello opera solo in tenuta radiale sull’ albero, secondo quanto previsto dalla tecnica usuale: nella applicazione specifica, tuttavia, tale contributo alla tenuta appare modesto ed irregolare.

Infatti, se si considera che l'albero 107 è soggetto a movimentazione in entrambi i sensi, appare evidente come l'anello 104 possa anche essere soggetto a cedimenti verso il basso, dopo un certo numero di attuazioni del dispositivo (si tenga presente che attuatoli del tipo citato dovrebbero operare decine di migliaia di attuazioni).

Altro problema della disposizione illustrata in Fig. 1 deriva dal fatto che, in US 5,572,869, la boccola 105 è posta direttamente al di sotto della rondella 106, entro la medesima sede 109.

Ciò determina il rischio che la boccola 105 venga spinta verso il basso, sullo spallamento inferiore 109 A della sede 109, dalla rondella 106 durante l'operazione di ribaditura del corpo 101. Ne consegue il rischio di una compressione della boccola sull'albero, e addirittura una sua deformazione nella parte inferiore, deformazione che è ben maggiore di quelle tipicamente causate durante il normale funzionamento del dispositivo, la boccola 105 infatti poggia direttamente su di uno spallamento di piccole dimensioni (109 A), e quindi è soggetta a cedimenti, sotto la spinta della rondella 106, che si possono tradurre nel tempo in malfunzionamenti del dispositivo.

La suddetta spinta verso il basso della boccola 105, e la sua conseguente deformazione, possono poi contribuire a determinare un’eccessiva compressione sull'anello di tenuta 104 il quale, essendo sprovvisto di una idonea base di appoggio, può deformarsi irregolarmente.

L’anello 104, sotto la spinta della boccola 105, può inoltre essere soggetto a cedimenti sugli spigoli dello spallamento 108 A, e tali cedimenti possono addirittura modificare il volume della camera 102 contenente la cera 103, con una conseguente indesiderata modifica nella risposta dell’elemento termosensibile, ossia nel suo funzionamento; si noti a tal riguardo che pochi decimi di spostamento verso il basso dell’anello 104, e quindi una variazione minima del volume della camera 102, si possono tradurre in una elevata e quindi pericolosa variazione della potenza di spinta del dispositivo.

Altro problema dell'attuatore descritto in US 5,572,869, e in un certo senso connesso ai precedenti inconvenienti, è dovuto al fatto che l'albero 107 non è dotato di adeguati mezzi di guida verso la parte più interna del corpo 101.

In particolare, piccole oscillazioni o giochi di funzionamento dell'albero 107 potrebbero determinare un allargamento del foro centrale della boccola 105, riducendone ulteriormente l'operatività e determinando allentamenti della tenuta radiale dell’anello 104. Ciò è dovuto al fatto che l'albero 107 è mantenuto in posizione certa praticamente solo dalla rondella in materiale rigido 106; al di sotto di tale rondella, infatti, l'albero 107 è vincolato unicamente da un anello 104, che per sua natura è realizzato in materiale elastico e quindi facilmente cedevole, e da una boccola 105, che pure può essere soggetta a fenomeni di deformazione durante il funzionamento del dispositivo e/o l’operazione di ribaditura del corpo 101.

La presente invenzione si propone di risolvere gli inconvenienti sopra citati.

In tale ambito generale, è scopo della presente invenzione indicare un attuatore di tipo termico di struttura migliorata rispetto all'arte nota, e quindi di maggiore affidabilità ed efficienza nel tempo; scopo ulteriore della presente invenzione è quello di indicare un attuatore di tipo termico avente sensibilità e rapidità di intervento migliorata rispetto alle soluzioni note.

Questi ed altri scopi, che risulteranno più chiari in seguito, vengono raggiunti secondo la presente invenzione da un attuatore di tipo termico ed un metodo di chiusura e tenuta per il corpo di un attuatore di tipo termico incorporanti le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, che formano parte integrante della descrizione che segue.

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue e dai disegni annessi, fomiti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, nei quali:

- la Fig. 1 rappresenta schematicamente in sezione laterale un attuatore termosensibile realizzato secondo la tecnica nota descritta in US 5,572,869;

la Fig. 2 rappresenta schematicamente in sezione laterale un attuatore termosensibile realizzato secondo i dettami della presente invenzione.

In Fig. 2 è illustrato un elemento termosensibile, che per brevità nel seguito verrà indicato più semplicemente come attuatore, realizzato secondo i dettami della presente invenzione. Tale attuatore, indicato nel suo complesso con 1, comprende un corpo 2 realizzato con un materiale termicamente conduttivo; il materiale costituente il corpo 2 può all'occorrenza essere conduttivo anche dal punto di vista elettrico, per i casi in cui il riscaldamento necessario al funzionamento dell'attuatore debba essere generato da un riscaldatore a PTC; a titolo di esempio, il corpo 2 può essere realizzato in metallo, ed avere una sezione quadrangolare, in particolare di 6 x 6 mm.

Il corpo 2 presenta ad una delle sue estremità longitudinali un'apertura 3, ed al suo interno è definita una camera 4, avente ad esempio sezione cilindrica; in tale camera 4 è presente un materiale espandibile in temperatura C, quale una cera.

Con 5 è indicato un albero, realizzato ad esempio in acciaio inossidabile, una porzione del quale risulta inserita nel corpo 2, attraverso l'apertura 3, e quindi annegata nel materiale C; una porzione opposta dell'albero 5 fuoriesce dal corpo 2.

Con 6 e 7 sono indicate due sedi, definite in una zona prossima all'apertura 3 da rispettivi allargamenti cilindrici della camera 4.

Come si nota, la sede 6, più interna al corpo 2 rispetto all'apertura 3, ha uno sviluppo verticale maggiore rispetto alla sede 7; in particolare, nel caso esemplificato in Fig. 2, la sede 6 ha una lunghezza che è di circa tre volte la lunghezza della sede 7.

Nella sede 6 sono inserite, nell'ordine, dall'apertura 3, una rondella rigida 8, un anello elastico di tenuta 9 ed una guarnizione o boccola cilindrica elastica 10.

La rondella 8 è preferibilmente realizzata con un materiale metallico, quale ad esempio ottone; l'anello di tenuta 9, del tipo O-Ring, è preferibilmente realizzato in gomma o simile materiale elastico; la boccola 10 è preferibilmente realizzata in Teflon®, o simile materiale elastico; preferibilmente, Fanello 9 è realizzato con un materiale più facilmente deformabile rispetto alla boccola 10.

Nella sede 7 è invece inserita una rondella 11, preferibilmente in metallo, quale ad esempio ottone, e presentante maggiore diametro rispetto alla rondella 8; la rondella inferiore 8 poggia sullo spallameno 6A definito tra la sede 6 e la camera 4, mentre la rondella superiore 11 poggia sullo spallameno 7 A definito tra la sede 6 e la sede 7.

Lo spallamento 7 A presenta una svasatura, a mo’ di imbuto, avente la funzione di agevolare il raggiungimento, in fase di montaggio, da parte dei componenti 8 , 9 e 10, della relativa sede 6; vantaggiosamente, la rondella superiore 11 presenta una duplice svasatura, ossia risulta smussata lungo la sua circonferenza, su entrambe le sue facce; tale doppia svasatura della rondella 11, oltre ad agevolare l’inserimento della stessa entro l’apertura 3, ha la duplice funzione di consentire da un lato un suo preciso accoppiamento con la svasatura dello spallamento 7A, e dall’altro lato di guidare la deformazione della parte ribadita del corpo 2, e quindi poter combaciare con precisione con essa (si noti che tale doppia svasatura non è prevista dalle soluzioni note citate, poiché in esse la rondella superiore poggia direttamente su di una boccola, e non su di un relativo spallamento). Si noti inoltre che la doppia svasatura della rondella 11 consente un agevole montaggio della stessa in un processo di lavorazione automatizzato, poiché non è richiesto un suo orientamento particolare; infatti, nel caso di rondelle dotate di svasatura su di un solo lato, risulterebbe difficoltoso orientare le stesse nel senso corretto.

Come si nota, quindi, la rondella superiore 11 risulta alloggiata in una prima sede (7), che è diversa dalla seconda sede (6) in cui operano gli organi di tenuta 9 e 10 sull'albero 5 e nella quale è inserita anche la rondella 8, le rondelle 8 e 11 delimitando una zona di alloggiamento ben definita e precisa (6,7) per gli organi di tenuta 9 e 10.

A differenza dell'arte nota in precedenza citata, l'operazione di ribaditura del corpo 2, e quindi di spinta sulla rondella superiore 11, non determina rischi di compressione incontrollata sulla boccola 10; ciò proprio in virtù del fatto che la rondella 11 e la boccola 10 sono alloggiate in due sedi diverse, la sede 6 della boccola essendo più interna al corpo 2 e di dimensioni inferiori rispetto alla sede 7 della rondella 11.

Grazie alla presenza dello spallamento 7A tra la rondella 11 e la boccola 10, si evita quindi il rischio che la pressione esercitata sulla rondella nel corso della fase di ribaditura del corpo 2 possa essere eccessiva, e determinare deformazioni indesiderate della boccola; al contrario, secondo l'invenzione, una spinta modesta verso il basso, da parte della rondella 11 sulla boccola 10, è predeterminata e controllata, nel senso di non causare effetti indesiderati.

Secondo l'invenzione, infatti, tale spinta modesta della rondella 11 sulla boccola 10 non è idonea a determinare deformazioni della stessa, ma solo un suo semplice spostamento verso il basso: ciò è consentito in virtù della presenza del sottostante anello di tenuta 9, realizzato in materiale elastico.

Tale spostamento verso il basso della boccola 10 causa quindi una predeterminata compressione dell'anello 9, che è libero di adattare la sua forma alle superfici che lo circondano: ciò si traduce in una migliore azione di tenuta sull'albero 5, senza tuttavia determinare sostanziali incrementi d'attrito sullo stesso o estrusioni del materiale elastico costituente l’anello 9.

Importanti effetti pratici della presente invenzione, per quello che riguarda il funzionamento dell'anello 9, sono determinati anche dalla presenza della rondella inferiore 8. Tale rondella inferiore 8, che funge da mezzo di sostegno inferiore per l’anello di tenuta 9, consente di definire con precisione la sede in cui lo stesso anello 9 deve operare, garantendo un’ampia superficie d’appoggio; ciò a differenza del’arte nota, ove la sede dell'anello di tenuta non è definita in modo certo, né nella sua parte superiore, né in quella inferiore, e dove inoltre la superficie d’appoggio risulta assai ristretta.

Nel caso della presente invenzione, al contrario, la presenza della rondella 8 e della boccola 10 nella medesima sede 6 consentono di definire una zona di alloggiamento regolare per l'anello 9, ben delimitata in tutte le direzioni. Ciò ha come importante conseguenza che attorno all’anello 9 sussistono delle zone vuote (S), in cui il medesimo si può espandere, quando compresso o riscaldato.

In tale ottica, l'anello di tenuta 9 adempie ad una ulteriore funzione, oltre a quelle menzionate di tenuta e di compensazione alla spinta verso il basso della boccola IO.

Tale funzione aggiuntiva è quella di compensare anche le usuali auto-dilatazioni volumetriche cui è soggetta la boccola in Teflon® 10, che si realizzano tipicamente durante il funzionamento, quando la temperatura dell’elemento termosensibile aumenta. Nel caso della presente invenzione, una parte di tale dilatazione del Teflon® viene compensata proprio tramite un'ulteriore compressione sull'anello 9, il quale è libero di sfogare, e quindi adattare la propria sezione, negli spazi liberi che lo circondano; come detto, nel caso della presente invenzione, l’anello viene dotato di una sede di alloggiamento certa, delimitata in alto dalla superficie inferiore della boccola 10 ed in basso dalla superfìcie superiore della rondella 8. Ciò fa si che, anche a seguito della leggera compressione sull'anello 9 che si realizza in fase di ribaditura, attorno all’anello stesso rimangano degli spazi liberi, alcuni dei quali indicati in Fig. 2 con S, tali spazi liberi S costituendo una naturale via di sfogo per l’eventuale deformazione dell’anello 9, dovuta alla compressione della soprastante boccola 10 o alla auto-espansione della boccola 10, e/o all’eventuale dilatazione dell’anello 9 stesso durante il funzionamento, quando la temperatura del dispositivo è elevata.

La rondella inferiore 8 ha infine un’importante funzione di guida dell'albero 5.

Come detto, infatti, nel caso dell’arte nota citata, l'unico elemento rigido di guida dell'albero è costituito da una rondella di chiusura superiore; al di sotto di essa, l'albero è guidato unicamente da un anello di tenuta, che per sua natura è realizzato in materiale elastico e quindi facilmente cedevole, e da una boccola in Teflon®, che come detto è soggetta a fenomeni di deformazione durante il funzionamento del dispositivo e/o la ribaditura del corpo dell’attuatore.

In talune condizioni di funzionamento, sussiste quindi il rischio che l'albero possa oscillare, o deviare nella sua corsa: tali oscillazioni o giochi, anche se di modesta entità, possono determinate allargamenti indesiderati nel foro centrale della boccola in Teflon® e/o dell’anello di tenuta, il che si traduce in una ulteriore riduzione delle caratteristiche di funzionalità dell'elemento termosensibile o attuatore come descritto in US 5,572,869. Tale problema specifico dell'arte nota citata viene ovviato, secondo la presente invenzione, proprio in virtù della presenza della rondella inferiore 8, la quale realizza degli ulteriori mezzi di guida per l'albero 5, più interni al corpo 2 del l'attuato re 1, rispetto alla rondella 11. In altre parole, quindi, l’albero 5 risulta vincolato in due punti separati, l’uno più interno dell’altro rispetto al corpo 2 del termoattuatore 1, e facendo sì che ai mezzi 9 e 10 non sia attribuita altra funzione che quella preminente di tenuta.

Da quanto sopra, quindi, si intuisce come la struttura dell’ attuatore secondo la presente invenzione risulti migliorata rispetto all’arte nota, e consenta di ottenere un dispositivo di attuazione di accresciuta affidabilità, efficienza, sensibilità e rapidità di intervento.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del dispositivo di attuazione oggetto della presente invenzione.

In particolare, è stato descritto un attuatore di tipo termico 1, comprendente

- un corpo 2 nel quale è definita una camera 4 per il contenimento di un materiale C espandibile in funzione della temperatura di detto corpo,

- un albero 5, avente un’estremità direttamente immersa nel materiale C, e mobile in funzione dell’aumento e della riduzione di volume del materiale C,

- mezzi di chiusura e tenuta per la camera 4 e l’albero 5, comprendenti

- almeno un elemento di chiusura, realizzato dalla rondella 11 o un mezzo similare, atto a cooperare meccanicamente con il corpo 2,

- almeno un primo elemento di tenuta, realizzato dalla boccola 10 o un mezzo similare, atto ad operare una prima tenuta sull’albero 5,

- almeno un secondo elemento di tenuta, realizzato dall’anello 9 o un mezzo similare, atto ad operare una seconda tenuta sull’albero 5,

ove i mezzi di chiusura e tenuta comprendono ulteriormente mezzi di sostegno inferiore per la boccola 10 o l’anello 9, realizzati dalla rondella 8 o un mezzo similare; la rondella 8 è associata al corpo 2 in un punto 6A predefinito di questo, e delimita unitamente alla rondella 11 una zona di alloggiamento precisa nel corpo 2 per la boccola 10 e l’anello 9; vantaggiosamente, in detta zona di alloggiamento sono definite almeno due sedi differenti, ed in particolare la sede 7, in cui è posizionata la rondella 11, e la sede 6, presentante dimensioni radiali inferiori alla sede 7, in cui sono posizionate la boccola 10 e/o l’anello 9.

I vantaggi in precedenza menzionati sono accresciuti, secondo la presente invenzione, per mezzo di una opportuna combinazione e co operazione dei suddetti elementi, e precisamente:

- la rondella superiore 11, che adempie alla funzione di bloccaggio meccanico degli organi di tenuta 9 e 10, alla funzione di guida dell'albero 5 in un punto prossimo all’apertura 3, ed alla funzione di delimitare, unitamente alla rondella 8, una zona di alloggiamento specifica per detti organi di tenuta;

- la boccola 10, che adempie alla funzione di realizzare una prima tenuta sull’albero 5, alla funzione di delimitare con certezza la parte alta dell’alloggiamento per l'anello di tenuta 9, ed alla funzione di produrre una compressione controllata e regolare sull’anello stesso, per accrescerne le caratteristiche di tenuta;

- l’anello di tenuta 9, che adempie alla funzione di realizzare una seconda tenuta sull’albero 5, alla funzione di consentire uno spostamento verso il basso della boccola Teflon® 10 in fase di ribaditura del corpo 2, ed alla funzione di compensazione delle dilatazioni volumetriche della boccola stessa, al fine di evitarne estrusioni, durante le attuazioni del dispositivo;

- la rondella inferiore 8, che adempie alla funzione di sostenere l’anello di tenuta 9, alla funzione di guida dell'albero 5 in un punto prossimo all’interno della camera 4 ed alla funzione di delimitare, unitamente alla rondella 8, una zona di alloggiamento specifica per l’anello 9 e la boccola 10;

Le suddette funzionalità vengono vantaggiosamente accresciute tramite una opportuna suddivisione degli elementi suddetti in sedi distinte, definite in una medesima zona di alloggiamento, e precisamente:

- la prima sede 7, più prossima all’apertura 3 del corpo 2 dell’attuatore 1, destinata all’alloggiamento della rondella superiore 11, che appoggia su di uno specifico spallamento 7 A, così evitando deformazioni indesiderate della sottostante boccola in Teflon® 10;

- la seconda sede 6, di dimensioni inferiori alla precedente e più interna al corpo 2, destinata all’alloggiamento, nell’ordine, della rondella inferiore 8, che appoggia su di uno specifico spallamento 6A, dell’anello di tenuta 9 e della boccola 10.

Dalla descrizione effettuata risultano quindi chiari anche i vantaggi della presente invenzione.

E' chiaro che numerose varianti sono possibili per l'uomo del ramo all'attuatore di tipo termico descritto come esempio, senza per questo uscire dagli ambiti di novità insiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che nella pratica attuazione dell’invenzione i vari elementi descritti potranno essere di forma e materiali differenti, e sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Si segnala ad esempio la possibilità di invertire l’ordine di inserimento dell’anello 9 e della boccola 10; in questo caso, quindi, l’elemento di appoggio inferiore per l’anello di tenuta 9 sarebbe costituito dalla boccola 10, e la rondella 11 definirebbe verso l’alto la sede per l’anello stesso. Si noti che anche con tale disposizione, tutti i summenzionati vantaggi dell’invenzione potrebbe essere raggiunti.

Infatti, l’eventuale spinta verso il basso prodotta dalla rondella 11 in fase di ribaditura del corpo 2 sarebbe compensata dall’anello 9, il quale sarebbe così soggetto ad una compressione radiale che ne esalterebbe la funzione di tenuta. Dall’altro lato, le eventuali dilatazioni volumetriche della boccola 10 sarebbero contenute verso il basso, in virtù della presenza della rondella 8, e troverebbero libero sfogo verso l’alto, sull’anello 9, libero di sfogare a propria volta negli spazi S.

Si segnala infine la possibilità di prevedere anche più di una boccola e/o un anello di tenuta, e mezzi di sostegno inferiore per l’anello di tenuta. Ad esempio, si può pensare ad una disposizione avente più gruppi di tenuta, comprendenti ciascuno una boccola 10, un anello 9 e una rondella 8, inseriti in rispettive sedi differenti, e di diametro decrescente rispetto all’apertura 3.

E’ poi chiaro che l’anello di tenuta 9, in quanto soggetto a deformazioni in adattamento alle superfici e/o gli spazi liberi che lo circondano, potrebbe avere geometria differente da quella circolare, ossia non essere necessariamente del tipo O-Ring, purché la forma della sua sezione garantisca, almeno quando non sollecitata, la presenza di circostanti spazi vuoti S.

Nel caso di processi di produzione sofisticati, si segnala infine la possibilità di ottenere il corretto posizionamento delle rondelle 8 e 11, anziché a mezzo degli spallamenti 6A e 7 A, attraverso una inserzione forzata, o con interferenza, delle rondelle stesse a quote predefinite entro il corpo 2, sempre al fine di realizzare una zona di alloggiamento precisa nel corpo 2 per gli elementi di tenuta 9 e 10.

Claims (40)

1. RIVENDICAZIONI 1. Attuatore di tipo termico, comprendente - un corpo (2) nel quale è definita una camera (4) per il contenimento di un materiale (C) espandibile in funzione della temperatura di detto corpo (2), - un albero (5), un’estremità del quale è immersa direttamente in detto materiale (C), detto albero (5) essendo mobile in funzione dell’aumento e della riduzione di volume di detto materiale (C), - mezzi di chiusura e tenuta (8,9,10,11) per detta camera (4) e detto albero (5), comprendenti - almeno un elemento di chiusura (11), in forma di rondella o similare, atto a cooperare meccanicamente con detto corpo (2), - almeno un primo elemento di tenuta (10), quale una boccola o elemento similare, atto ad operare una prima tenuta su detto albero (5), - almeno un secondo elemento di tenuta (9), quale un anello o elemento similare, atto ad operare una seconda tenuta su detto albero (5), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di chiusura e tenuta (8,9,10,11) comprendono mezzi di sostegno inferiore (8) per uno tra detti primo elemento di tenuta (10) e secondo elemento di tenuta (9), detti mezzi di sostegno inferiore (8) essendo associati a detto corpo (2) in un punto (6 A) predefinito, detto elemento di chiusura (11) e detti mezzi di sostegno inferiore (8) delimitando una zona di alloggiamento precisa (6,7) in detto corpo (2) per detti primo e secondo elemento di tenuta (9,10).
2. 2. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazone 1, caratterizzato dal fatto che in detta zona di alloggiamento di detto corpo (2) sono definite almeno due sedi differenti (6,7).
3. 3. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento di chiusura (11) è posizionato in una prima sede (7) definita in detta zona di alloggiamento di detto corpo (2) e che detto primo elemento di tenuta (10) è posizionato in una seconda sede (6) definita in detta zona di alloggiamento di detto corpo (2) e presentante dimensioni radiali inferiori a detta prima sede (7).
4. 4. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di tenuta (10) e detto secondo elemento di tenuta (9) sono entrambi alloggiati in detta seconda sede (6).
5. 5. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 1 o 4, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di tenuta (10) e detto secondo elemento di tenuta (9) sono almeno leggermente compressi tra detto elemento di chiusura (11) e detti mezzi di sostegno (8).
6. 6. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno (8) sono alloggiati in detta seconda sede (6).
7. 7. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 1 o 4, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento di tenuta (9) è posto direttamente in contatto con detto primo elemento di tenuta (10).
8. 8. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 1 o 4, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento di tenuta (9) è posto inferiormente a detto primo elemento di tenuta (10).
9. 9. Attuatore di tipo termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è previsto un alloggiamento regolare per detto secondo elemento di tenuta (9), delimitato superiormente da detto primo elemento di tenuta (10) ed inferiormente da detti mezzi di sostegno (8).
10. 10. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto punto predefinito di detto corpo (2) è realizzato da un primo spallamento (6A) tra detta seconda sede (6) e detta camera (4), sul quale poggiano detti mezzi di sostegno (8)·
11. 11. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto elemento di chiusura (11) poggia su di un secondo spallamento (7 A) definito in detto corpo (2) tra detta prima sede (7) e detta seconda sede (6).
12. 12. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto secondo spallamento (7 A) presenta una svasatura.
13. 13. Attuatore di tipo termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette sedi (6,7) sono definite da allargamenti cilindrici di detta camera (4).
14. 14. Attuatore di tipo termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta seconda sede (6) ha una altezza maggiore rispetto alla prima sede (7), l’altezza di detta seconda sede (6) essendo in particolare almeno doppia dell’altezza di detta prima sede (7).
15. 15. Attuatore di tipo termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno inferiore sono costituiti da una rondella rigida (8), o elemento similare, in particolare in materiale metallico, quale ottone.
16. 16. Attuatore di tipo termico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di chiusura sono costituiti da una rondella rigida (1 1), o elemento similare, in particolare in materiale metallico, quale ottone.
17. 17. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta rondella (11) risulta smussata lungo la sua circonferenza, su entrambe le sue facce.
18. 18. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 1 o 4, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di tenuta (10) è posto inferiormente a detto secondo elemento di tenuta (9).
19. 19. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno inferiore (8) sono costituiti da detto secondo elemento di tenuta (10).
20. 20. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che è previsto un alloggiamento regolare per detto secondo elemento di tenuta (9), delimitato inferiormente da detto primo elemento di tenuta (10) e superiormente da detto elemento di chiusura (11).
21. 21. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono previsti spazi vuoti (S) tra detto secondo elemento di tenuta (9) e superfici di detta zona di alloggiamento (6,7).
22. 22. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 9 o 20, caratterizzato dal fatto che la sezione di detto secondo elemento di tenuta (9) è determinata in modo tale da garantire la presenza di spazi vuoti (S) tra detto secondo elemento di tenuta (9) e le superfici delimitanti detto alloggiamento.
23. 23. Attuatore di tipo termico, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento di tenuta (9) è realizzato con un materiale più facilmente deformabile rispetto a detto primo elemento di tenuta (10).
24. 24. Atuatore di tipo termico, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento di tenuta è un anello (9) del tipo O-Ring, in gomma o simile materiale elastico.
25. 25. Attuatore di tipo termico, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di tenuta è una boccola (10) di tipo cilindrico, realizzata in Teflon® o simile materiale elastico.
26. 26. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi di guida (8) per detto albero, posti inferiormente a detto primo elemento di tenuta (10) e/o detto secondo elemento di tenuta (9).
27. 27. Attuatore di tipo termico, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di guida coincidono con detti mezzi di sostegno (8).
28. 28. Attuatore di tipo termico, secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di chiusura e tenuta (8,9,10,11) per detta camera (4) comprendono più gruppi di tenuta, costituiti da almeno un primo elemento di tenuta (10), un secondo elemento di tenuta (9) e mezzi di sostegno inferiore (8) per uno tra detti primo e secondo elemento di tenuta (9).
29. 29. Metodo di chiusura e tenuta per il corpo (2) di un attuatore di tipo termico, detto corpo (2) definendo una camera (4) per il contenimento di un materiale (C) espandibile in funzione della temperatura di detto corpo (2), l’estremità di un albero (5) essendo immersa direttamente in detto materiale (C), detto albero (5) essendo mobile in funzione dell’espansione e della riduzione di volume di detto materiale (C), ove sono previsti mezzi di chiusura e tenuta (9,10,11) per detta camera (4) e detto albero (5), comprendenti - almeno un elemento di chiusura (11), in forma di rondella o similare, atto a cooperare meccanicamente con detto corpo (2), - almeno primi mezzi di tenuta (10), quali una boccola o elemento similare, atti ad operare una prima tenuta su detto albero (5), - almeno secondi mezzi di tenuta (9), quali un anello o elemento similare, atti ad operare una seconda tenuta su detto albero (5), caratterizzato dal fatto che ad un punto (6A) predefinito di detto corpo (2) vengono associati mezzi di sostegno inferiore (8) per uno tra detti primo elemento di tenuta (10) e secondo elemento di tenuta (9), detto elemento di chiusura (11) e detti mezzi di sostegno inferiore (8) cosi delimitando una zona di alloggiamento precisa (6,7) in detto corpo (2) per detti primo e secondo elemento di tenuta (9,10).
30. 30. Metodo, secondo la rivendicazione 29, caratterizzato dal fatto che in detta zona di alloggiamento di detto corpo (2) vengono definite almeno due sedi differenti (6,7).
31. 31. Metodo, secondo la rivendicazione 30, caratterizzato dal fatto che in detto corpo (2) vengono definite una prima sede (7) ed una seconda sede (6), avente dimensioni radiali inferiori rispetto a detta prima sede (7), ove detti primi mezzi di tenuta (10) vengono posizionati in detta seconda sede (6) e detto elemento di chiusura (11) viene posizionato in detta prima sede (7).
32. 32. Metodo, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che anche detti secondi mezzi di tenuta (9) vengono posizionati in detta seconda sede (6).
33. 33. Metodo di chiusura e tenuta, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che anche detti mezzi di sostegno (8) vengono posizionati in detta seconda sede (6).
34. 34. Metodo, secondo la rivendicazione 29, caratterizzato dal fatto che detto elemento di chiusura (11) ha la funzione di bloccare meccanicamente detti primi e secondi mezzi di tenuta (10,9), di guidare detto albero (5) nei suoi movimenti e/o di contribuire a delimitare in modo certo un alloggiamento per detti secondi mezzi di tenuta (9).
35. 35. Metodo, secondo la rivendicazione 29, caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi di tenuta (10) hanno la funzione di effettuare una prima tenuta su detto albero (5), di contribuire a delimitare in modo certo un alloggiamento per detti secondi mezzi di tenuta (9), e/o di produrre una compressione controllata e regolare di detti secondi mezzi di tenuta (9), in particolare nel corso di operazioni di lavorazione su detto corpo (2) e/o nel corso del funzionamento dellattuatore (1).
36. 36. Metodo, secondo la rivendicazione 29, caratterizzato dal fatto che detti secondi mezzi di tenuta (9) hanno la funzione di effettuare una seconda tenuta su detto albero (5), di compensare eventuali dilatazioni volumetriche di detti primi mezzi di tenuta (10) e/o di consentire uno spostamento verso il basso di detti primi mezzi di tenuta (10) in fase di operazioni di lavorazione su detto corpo (2).
37. 37. Metodo, secondo la rivendicazione 29, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di sostegno (8) hanno la funzione di contribuire a delimitare in modo certo un alloggiamento per detti secondi mezzi di tenuta (9) e/o di guidare detto albero (5) nei suoi movimenti in un punto prossimo all 'interno di detta camera (4).
38. 38. Atuatore di tipo termico, comprendente - un corpo (2) nel quale è definita una camera (4) per il contenimento di un materiale (C) espandibile in funzione della temperatura di detto corpo (2), - un albero (5), un’estremità del quale è immersa direttamente in detto materiale (C), detto albero (5) essendo mobile in funzione dell’aumento e della riduzione di volume di detto materiale (C), - mezzi di chiusura e tenuta (8,9,10,11) per detta camera (4) e detto albero (5), comprendenti - almeno un elemento di chiusura (11), in forma di rondella o similare, atto a cooperare meccanicamente con detto corpo (2), - almeno un primo elemento di tenuta (10), quale una boccola o elemento similare, atto ad operare una prima tenuta su detto albero (5), - almeno un secondo elemento di tenuta (9), quale un anello o elemento similare, atto ad operare una seconda tenuta su detto albero (5), ove detto elemento di chiusura (11) è posizionato in una prima sede (7) definita in detto corpo (2) e detto primo elemento di tenuta (10) è posizionato in una seconda sede (6) definita in detto corpo (2) e presentante dimensioni radiali inferiori a detta prima sede (7).
39. 39. Metodo di chiusura e tenuta per il corpo (2) di un attuatore di tipo termico, detto corpo (2) definendo una camera (4) per il contenimento di un materiale (C) espandibile in funzione della temperatura di detto corpo (2), l’estremità di un albero (5) essendo immersa direttamente in detto materiale (C), detto albero (5) essendo mobile in funzione dell’espansione e della riduzione di volume di detto materiale (C), ove sono previsti mezzi di chiusura e tenuta (9,10,11) per detta camera (4) e detto albero (5), comprendenti - almeno un elemento di chiusura (11), in forma di rondella o similare, atto a cooperare meccanicamente con detto corpo (2), - almeno primi mezzi di tenuta (10), quali una boccola o elemento similare, atti ad operare una prima tenuta su detto albero (5), - almeno secondi mezzi di tenuta (9), quali un anello o elemento similare, atti ad operare una seconda tenuta su detto albero (5), dove in detto corpo (2) vengono definite una prima sede (7) ed una seconda sede (6), detta seconda sede (6) avendo dimensioni radiali inferiori rispetto a detta prima sede (7), e dove detti primi mezzi di tenuta (10) vengono posizionati in detta seconda sede (6) e detto elemento di chiusura (11) viene posizionato in detta prima sede (7).
40. 40. Attuatore di tipo termico e/o metodo di chiusura e tenuta per il corpo di un attuatore di tipo termico, secondo gli insegnamenti della presente descrizione e dei disegni annessi.