ITMI972413A1 - Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

“DISPOSITIVO PER IL DISACCOPPIAMENTO MECCANICO TRA UN AT-TUATORE E L’APPARATO AD ESSO ASSERVITO.”

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione ha come oggetto un dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore ed il dispositivo ad esso asservito.

In particolare, il dispositivo dell’invenzione è in grado di realizzare il disaccoppiamento meccanico tra lo stelo di una valvola ed il pignone di trasmissione della coppia di un qualsiasi attuatore, ad esempio, elettrico, pneumatico, idraulico.

Come è noto, le valvole automatizzate presentano un giunto di collegamento con l’attuatore incaricato di fornire la coppia necessaria per far muovere opportunamente l’elemento di intercettazione di chiusura del flusso che attraversa la valvola stessa.

Il giunto è solitamente realizzato come unico pezzo di metallo, di forma generalmente cilindrica e dotato di opportuni mezzi per la trasmissione del momento torcente tra attuatore e valvola.

In particolare, il giunto può prevedere, all’estremità inferiore un quadro maschio oppure un quadro femmina per l'accoppiamento con lo stelo valvola, ed all’estremità superiore, un quadro maschio oppure un quadro femmina, per l'accoppiamento con il pignone dell'attuatore.

Collegamenti di questo tipo presentano l’inconveniente di impedire la manovra della valvola, in caso di avaria dell'attuatore.

Ciò significa che, una volta che l’attuatore è montato, non esiste più la possibilità di manovrare la valvola in modalità manuale.

Per ovviare a tali difficoltà viene interposto tra la valvola e l’attuatore un riduttore manuale in grado di vincere solo la coppia resistente della valvola, mentre, durante il funzionamento normale il riduttore è svincolato dal sistema valvola-attuatore.

In caso di necessità, si stabilisce il collegamento tra riduttore e valvola, rendendo possibile la citata manovra.

Nel caso di attuatoli elettrici le suddette funzioni possono essere integrate in un unico motoriduttore.

Tali soluzioni presentano numerosi inconvenienti: in primo luogo esse presentano un ingombro elevato, in secondo luogo si tratta di soluzioni aventi costi elevati.

Inoltre, se il riduttore viene dimensionato per vincere solo la coppia resistente della valvola, possono verificarsi situazioni in cui la manovra è ostacolata sensibilmente, se non addirittura impedita, dall’eventuale coppia resistente dell’attuatore.

Esiste inoltre la possibilità di avaria del sistema in caso di rottura o di grippaggio di un elemento dell’attuatore.

Infine, in caso di emergenza, la manovra ha tempi di durata che sono legati al rapporto di trasmissione del riduttore e che pertanto possono risultare troppo elevati.

Compito della presente invenzione è pertanto quello di fornire un sistema per disaccoppiare l’attuatore e la valvola da esso comandata, quando si verifica un guasto dell’attuatore, che sia di funzionamento più semplice rispetto alla tecnica nota e non presenti i sopracitati inconvenienti.

Tali finalità vengono raggiunte dal presente trovato che ha come oggetto un dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, in particolare una valvola automatizzata, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo giunto di collegamento con il suddetto attuatore, un secondo giunto di collegamento con lo stelo della suddetta valvola ed un elemento di collegamento tra i citati primo e secondo giunto, il suddetto elemento di collegamento essendo azionabile per effettuare la rotazione dello stelo della suddetta valvola anche in caso di avarìa dell'attuatore.

Secondo una realizzazione preferenziale dell'invenzione, l’elemento di collegamento tra il primo ed il secondo giunto è costituito da un perno avente le proprie estremità di forma cilindrica e la parte centrale a sezione rettangolare.

Secondo un’altra realizzazione preferenziale dell’invenzione, il primo giunto di collegamento con l’attuatore è dotato, nella propria porzione opposta alla porzione di impegno con l’attuatore, di una prima fresatura femmina passante, e il secondo giunto di collegamento con l'attuatore è dotato, nella propria porzione opposta a quella di impegno con lo stelo della citata valvola, di una seconda fresatura femmina passante, la prima e la seconda fresatura essendo atte ad accogliere il suddetto elemento di collegamento, al fine di trasmettere la rotazione alla valvola durante il normale funzionamento dell’attuatore.

Inoltre, la seconda fresatura femmina, appartenente al secondo giunto di collegamento, ha profondità tale da accogliere totalmente il perno di collegamento, in caso di azionamento manuale della valvola.

Secondo una ulteriore realizzazione preferenziale dell'invenzione, sul fondo della seconda fresatura femmina, appartenente al secondo giunto di collegamento, sono ricavati alloggiamenti per ospitare una pluralità di molle che, durante il normale funzionamento dell’attuatore, spingono il citato perno in impegno con la prima fresatura femmina del primo giunto di collegamento, al fine di trasmettere la rotazione alla suddetta valvola.

Infine, il dispositivo secondo l’invenzione comprende ulteriormente una coppia di leve di manovra, applicabili alle estremità del citato perno di collegamento, per facilitarne l'azionamento manuale.

Il dispositivo dì disaccoppiamento secondo l'invenzione presenta i seguenti vantaggi.

In primo luogo, il sistema di disaccoppiamento proposto è di funzionamento estremamente semplice.

Inoltre esso è molto robusto, ad esempio esso può essere realizzato in acciaio al carbonio od acciaio inossidabile (materiali in accordo con la maggior parte delle specifiche riguardanti la realizzazione di impianti chimici, petrolchimici, farmaceutici, alimentari, ecc..); il sistema è inoltre praticamente esente da avarie di funzionamento.

In caso di rottura o di grippaggio di un componente dell’attuatore è necessario vincere manualmente soltanto la coppia resistente della valvola, in tal modo eliminando la necessità di un apposito riduttore.

Le dimensioni sono estremamente contenute e generalmente non influì·1 scono sugli ingombri usuali delle valvole attuate. '

Esso, infine, è facilmente adattabile a qualsiasi tipo di attuatore e di valvola con rotazione dello stelo da 0° a 120°.

La soluzione risulta pertanto economicamente molto vantaggiosa, con sensibile riduzione dei costi rispetto al costo delle soluzioni attualmente presenti sul mercato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più evidenti attraverso un esame della seguente descrizione, fatta a titolo illustrativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista, parzialmente in sezione, del dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore ed una valvola automatizzata, secondo la presente invenzione, in condizioni di normale funzionamento dell’attuatore;

la figura 2 è una vista, parzialmente in sezione, del dispositivo secondo la presente invenzione, durante il funzionamento di emergenza, dotato di tubi di prolunga per manovra manuale;

la figura 3 è una vista schematica, in prospettiva, del dispositivo della figura 1 ;

la figura 4 rappresenta, in prospettiva, il dispositivo dell’invenzione durante il normale funzionamento dell’attuatore;

la figura 5 rappresenta, in prospettiva, il dispositivo dell’invenzione durante il funzionamento di emergenza;

la figura 6 rappresenta, in spaccato, il dispositivo dell'invenzione;

la figura 7 rappresenta una vista dall’alto del perno di comando manuale della valvola secondo l’invenzione, in posizione di valvola aperta; e

la figura 8 rappresenta una vista dall’alto del perno di comando manuale della valvola, dotato di tubi di prolunga per manovra manuale, in posizione di valvola chiusa;

la figura 9 rappresenta, in sezione, un particolare del dispositivo dell'invenzione dotato di un spina cilindrica di bloccaggio dell’elemento di collegamento;

la figura 10 rappresenta, in prospettiva, il dispositivo dell’invenzione, secondo la realizzazione alternativa della figura 9, durante il normale funzionamento dell’attuatore;

la figura 11 rappresenta, in prospettiva, il dispositivo dell’invenzione, secondo la realizzazione alternativa della figura 9, durante il funzionamento di emergenza.

Nella seguente descrizione si farà riferimento ad alcune realizzazioni preferenziali della presente invenzione, illustrate a titolo d'esempio non limitativo delle possibili varianti dell’invenzione.

In particolare il dispositivo di disaccoppiamento dell’invenzione si compone di un giunto superiore 2 e di un giunto inferiore 3, i quali presentano mezzi per alloggiare un perno 4.

Il giunto superiore 2 presenta, nella parte alta, un quadro maschio 14, od eventualmente un alloggiamento per chiavetta, in grado di realizzare l’accoppiamento con il pignone di trasmissione dell'attuatore 5.

Nella parte inferiore del giunto 2 è presente una fresatura femmina passante 15 e sempre in tale parte inferiore, in corrispondenza dell’asse di rotazione del giunto, è realizzata una lamatura circolare 16, poco profonda, con funzione di centraggio.

Il giunto inferiore 3 presenta, nella parte alta, una fresatura femmina passante 17, avente profondità tale da accogliere totalmente il citato perno di collegamento, in caso di azionamento manuale della valvola.

Il giunto inferiore 3 presenta inoltre, in corrispondenza del proprio asse di rotazione, una guida cilindrica 18, che si accoppia con la lamatura circolare 16 del giunto superiore 2.

Sul fondo della fresatura 17 sono ricavati gli alloggiamenti per tre spine, con funzione di guida per le molle di spinta 7.

Infine, nella parte inferiore del giunto inferiore 3, è realizzata una fresatura femmina 19 di accoppiamento con lo stelo della valvola 6.

Il perno di collegamento 4 presenta estremità 50 e 50', di forma cilindrica, mentre la porzione centrale 25 ha sezione rettangolare, inoltre su una delle due facce di area minore della porzione centrale 25, sono realizzate tre fresature circolari 26 per l’accoppiamento con le molle di spinta 7.

I giunti inferiore e superiore, montati uno sopra l’altro, senza il perno di collegamento 4, hanno possibilità di rotazioni distinte, pertanto per realizzare il collegamento tra i due giunti occorre interporre tra loro il perno di collegamento 4, nel modo rappresentato schematicamente in figura 3.

Tale perno si accoppia, con la sua parte centrale, alle fresature passanti femmina 15 e 17 dei due giunti.

Durante il funzionamento normale, il perno 4 viene spinto verso l'alto dalle molle 7, realizzando così il collegamento tra i due giunti 2 e 3.

In caso di necessità, inserendo preferibilmente le leve di manovra 8 e 8’ alle estremità cilindriche 20 e 20’ del perno 4 e premendo semplicemente verso il basso per vincere la forza delle molle 7, è possibile svincolare i due giunti 2, 3 e, ruotando in senso orario/antiorario, realizzare la manovra di apertura/chiusura della valvola 6, come illustrato nella figura 4.

Una volta completata la rotazione è possibile togliere le leve di manovra 8, 8’ e lasciare la valvola 6 con lo stelo in posizione qualsiasi, infatti al riprìstino delle condizioni normali, quando cioè l’attuatore 5 riprende a funzionare correttamente, il collegamento meccanico tra valvola 6 e attuatore 5 viene automaticamente ristabilito grazie alle molle di spinta 7.

Una seconda realizzazione preferenziale della presente invenzione, illustrata nelle figure 9-11, prevede la possibilità di inserire il dispositivo di disaccoppiamento anche tra un riduttore manuale a sgancio ed un attuatore ad esso sovrapposto.

Per evitare che, in caso di avaria dell’attuatore, il riduttore manuale debba vincere anche la coppia resistente dell’attuatore, è possibile inserire un elemento per il bloccaggio del perno di collegamento 4, nella posizione atta ad escludere l’attuatore dalla catena di trasmissione del momento torcente.

In particolare, tale elemento di bloccaggio è costituito da una spina cilindrica 32, alloggiata nel corpo del giunto di collegamento 3 ed è azionata da una molla di compressione 31.

La spina cilindrica 31 è in grado di accoppiarsi con un foro 33, realizzato nell’elemento di collegamento 4 per bloccarlo in posizione di sgancio.

In tale modo, in caso di avaria, si esclude l'attuatore ed è pertanto possibile adottare un riduttore di classe inferiore, il quale deve pertanto vincere solo la coppia resistente della valvola, con conseguente diminuzione di costi.

Una volta terminata la manovra di emergenza, per ristabilire il collegamento con l’attuatore, l’operatore deve semplicemente rimuovere, tramite la manopola 30, la spina 31 dal foro 33, vincendo la forza della molla 31.

In tal modo l’elemento di collegamento scorre automaticamente verso l’alto ristabilendo il collegamento con l’attuatore.

Il dispositivo dell'invenzione è stato descritto facendo riferimento ad un giunto 2 connesso all’attuatore mediante un quadro maschio 14, ed un giunto 3, connesso alla valvola mediante un quadro femmina, tuttavia si desidera specificare che tali accoppiamenti, di per sé noti nella tecnica, possono essere realizzati in svariati modi a seconda delle esigenze, ad esempio con un quadro maschio o femmina, con chiavetta calettata sul giunto o sull’albero di trasmissione dell’attuatore, con corona dentata ecc., senza per questo modificare il concetto della presente invenzione.

Il dispositivo dell’invenzione è dotato, in accordo alle normative vigenti, di protezioni antinfortunistiche, che impediscono all'operatore di venire accidentalmente in contatto con gli organi in movimento.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, in particolare una valvola automatizzata, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo giunto di collegamento con il suddetto attuatore, un secondo giunto di collegamento con lo stelo della suddetta valvola ed un elemento dì collegamento tra i citati primo e secondo giunto, il suddetto elemento di collegamento essendo azionabile per consentire la rotazione dello stelo della suddetta valvola anche in caso di avaria dell’attuatore.
2. 2. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il suddetto elemento di collegamento tra i citati primo e secondo giunto è costituito da un perno avente le proprie estremità di forma cilindrica e la parte centrale a sezione rettangolare.
3. 3. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il suddetto primo giunto di collegamento con l’attuatore è dotato, nella propria porzione opposta alla porzione di impegno con l’attuatore, di una prima fresatura femmina passante, e che il suddetto secondo giunto di collegamento con l'attuatore è dotato, nella propria porzione opposta a quella di impegno con 10 stelo della citata valvola, di una seconda fresatura femmina passante, le citate prima e seconda fresatura essendo atte ad accogliere il suddetto elemento di collegamento, al fine di trasmettere la rotazione alla suddetta valvola durante il normale funzionamento dell’attuatore.
4. 4. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo le rivendicazioni 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la citata seconda fresatura femmina, appartenente al suddetto secondo giunto di collegamento, ha profondità tale da accogliere totalmente il citato perno di collegamento, in caso di azionamento della valvola tramite il citato elemento di collegamento.
5. 5. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sul fondo della citata seconda fresatura femmina, appartenente al suddetto secondo giunto di collegamento, sono ricavati alloggiamenti per ospitare una pluralità di molle che, durante il normale funzionamento dell’attuatore, spingono il citato perno in impegno con la suddetta prima fresatura femmina del suddetto primo giunto di collegamento, al fine di trasmettere la rotazione alla suddetta valvola.
6. 6. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che su una delle facce della porzione a sezione rettangolare del citato perno è ricavata una pluralità di fresature circolari, ognuna delle quali atta ad alloggiare l'estremità di una delle citate molle.
7. 7. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente un elemento per il bloccaggio del suddetto elemento di collegamento nella posizione atta ad escludere il suddetto attuatore dalla catena di trasmissione del momento torcente.
8. 8. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il suddetto elemento di bloccaggio è costituito da una spina cilindrica, alloggiata nel corpo del suddetto secondo giunto di collegamento ed azionata da una molla di compressione, la suddetta spina cilindrica essendo in grado di accoppiarsi, reversibilmente, con un foro realizzato nel suddetto elemento di collegamento per bloccarne la posizione.
9. 9. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il suddetto primo giunto di collegamento presenta, in corrispondenza del proprio asse di rotazione, una lamatura circolare, atta ad accoppiarsi con una corrispondente guida cilindrica presente sul suddetto secondo giunto di collegamento.
10. 10. Dispositivo per il disaccoppiamento meccanico tra un attuatore e l'apparato ad esso asservito, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente una coppia di leve di manovra, applicabili alle estremità del citato perno di collegamento, per facilitarne l’azionamento manuale.