Domande orale Impianti meccanici I

SICUREZZA:

Valvola di in inglese safety valve è una valvola che la funzione di aumentare il livello di

• sicurezza di un impianto termoidraulico. Sono rappresentate con una molla poiché se aumenta la

pressione all’interno dell’ambiente di controllo esse si aprono automaticamente grazie ad un

elemento elastico, opportunamente tarato sulla pressione massima accettabile. si nota la presenza

di un sistema a vite per regolare la taratura della molla (spring adjusting screw=vite di taratura della

molla), poiché il piatto su cui l’elemento elastico poggia (a dx) si può spostare in avanti o

all’indietro; a sx invece vi è l’otturatore che regola l’ingresso del fluido sulla base del livello di

pressione imposto dalla taratura della molla (se la pressione diventa elevata al punto da vincere la

forza elastica della molla, il flusso esce dalla valvola). Si noti come a cambiare è solamente la

geometria dell’otturatore, che permette di ottenere, a parità di corpo valvola, differenti curve

caratteristiche.

VALVOLE DI RITEGNO

le consentono il flusso solo in una direzione e non in quella opposta:

VALVOLA CLAPET (BATTENTE): Valvola di non ritorno costituita da un disco incernierato in un

• punto estremo, che funziona a pressione. Solitamente si usa nelle condotte fognarie. Quando il

flusso arriva dalla direzione corretta, sulla molla agisce una pressione che favorisce il sollevamento

del disco e favorisce il passaggio di flusso; quando il flusso arriva dalla direzione inversa sulla molla

agisce una direzione inversa e il disco si abbassa impedendo il passaggio di flusso

CLASSIFICAZIONE IN BASE AL TIPO DI AZIONAMENTO PER REALIZZARE IL MOTO RELATIVO TRA

OTTURATORE E SEDE

valvola a solenoide, in cui il movimento dell'otturatore è lineare ed è causato da un campo

• elettromagnetico che movimenta un solenoide al proprio interno;

elettrovalvola, in cui il movimento dell'otturatore, lineare o rotatorio, è generato da un motore

• elettrico;

valvola pneumatica, in cui il movimento è causato da un pistone pneumatico (raramente da un

• pistone idraulico, e in tal caso si parla di valvola idraulica);

valvola a volantino, con azionamento manuale mediante volantino, solitamente per più giri, che

• normalmente imbocca una vite, così da trasformare il moto rotatorio del volantino in assiale al

volantino stesso;

valvola a leva, in cui lo spostamento angolare dell'otturatore è ottenuto mediante una leva rotante

• su un piano parallelo alla linea di flusso, tipicamente con una rotazione di un quarto di giro (90°);

valvole a sfera, maschio, farfalla

sono tipicamente curve caratteristiche,

il funzionamento di una valvola è rappresentato graficamente mediante le cosiddette

che riportano la portata fluente attraverso la valvola in funzione della corsa dell’otturatore (h=0: valvola

chiusa); lineare,

in quella di tipo la portata cresce proporzionalmente alla corsa;

• si potrebbe però avere esigenza di una portata rapidamente crescente anche per bassi livelli di

• apertura rapida;

apertura, ed in tal caso si opta per una curva caratteristica ad

viceversa, se si desiderano incrementi di portata sempre maggiori all’aumentare della corsa

• equipercentuale.

dell’otturatore, si sceglie una valvola a caratteristica

VALVOLA A SARACINESCA moto dell’otturatore è perpendicolare al moto del

La valvola più comune è quella a saracinesca, in cui il

fluido. valvola a saracinesca a corpo ovale di ghisa

Un esempio è la (può anche essere in acciaio),

o costituita da un corpo principale avente un’apertura superiore chiusa tramite un cappello (forato

per garantire il passaggio dell’organo di comando), reso solidale alla parte inferiore mediante perni

e bulloni; il corpo ha sezione circolare (identica a quella del tubo al quale andrà ad accoppiarsi) e al

suo interno si trova la sede, non realizzata di pezzo col corpo valvola, mentre ortogonalmente si

nota l’otturatore rotante, ovvero una paratia o saracinesca, sollevato o abbassato tramite

filettatura e avente forma di cuneo.

valvola a saracinesca profilata

La viene utilizzata per evitare fenomeni di turbolenza, con curva

o caratteristica lineare; ciò che si nota è che le valvole a saracinesca sono più grandi poiché il

cappello deve alloggiare l’otturatore, e questo costituisce uno svantaggio.

A FLUSSO AVVIATO

VALVOLA la direzione del flusso attraverso la sede è parallela a quella

viene definita a flusso avviato poiché

dell’otturatore. valvola a flusso avviato a doppia sede,

Un esempio è una il corpo valvola simmetrico,

presenta due aperture, una in basso ed una in alto, con doppia sede poiché sono presenti due sezioni di

passaggio per il flusso. È possibile cambiarne le curve caratteristiche senza staccarla dalla linea, cambiando

gli otturatori, che in questo caso essendoci due passaggi (due sedi), si dovrà avere un otturatore doppio, i

cui due componenti sono collocati sullo stesso albero di comando.

VALVOLA CON OTTURATORE ROTANTE

se il foro di passaggio dell’otturatore viene allineato al percorso del tubo presente nel corpo valvola il flusso

può procedere, altrimenti con una rotazione di 90° si interrompe la portata; dispositivi di questo tipo

a sfera o rubinetti a maschio

possono essere valvole (la definizione di rubinetto per il rubinetto del

lavandino non è corretta secondo la norma, poiché esso indica un organo di regolazione rotante di 90°),

a farfalla,

oppure valvole in cui all’interno del canale principale è presente un setto circolare che ruota.

VALVOLE A MEMBRANA

prevedono che l’elemento mobile non vada a contatto con il fluido, bloccato invece da una membrana

sintetica che, deformandosi, aumenta/riduce la sezione di passaggio; questo tipo di valvole garantisce la

massima tenuta (la membrana può essere saldata o incollata sul punto di apertura) ed è impiegato nel caso

di fluidi con caratteristiche molto aggressive che impedirebbero il corretto funzionamento con materiali

standard.

VALVOLA A TRE VIE

consente di deviare un flusso in ingresso da sx sia verso l’alto, sia verso il basso, a seconda di come

nei motori a

l’otturatore si muove; una valvola del genere si trova, con opportune modifiche geometriche,

combustione interna: il motore, quando è caldo, si raffredda prendendo l’acqua, mandandola al radiatore

e raccogliendola nuovamente, ma a motore freddo, quando lo si accende bisogna velocizzare il più possibile

il processo di riscaldamento, pertanto è necessario impedire che l’acqua passi nel radiatore e tale funzione

regolate da un elemento termostatico

è svolta da valvole di questo tipo, che, quando è freddo, apre il

canale di ricircolo, mentre quando è caldo permette il passaggio dell’acqua verso il radiatore.

TIPI DI GUIDA:

VARI contoured

con la tipologia si ottiene una curva equi-percentuale o lineare a seconda del profilo

• dell’otturatore;

V-port

il fornisce una curva caratteristica intermedia fra la lineare e l’equipercentuale; l’otturatore

• V-port invece non è adatto a fluidi sporchi che contengono particelle fluide più o meno grandi che

comprometterebbero il corretto funzionamento.

a disco

con la tipologia si ottiene invece la curva a rapida apertura, poiché essendo piatto anche

• quando si allontana dalla sede per piccole corse, aumenta notevolmente la sezione di passaggio.

otturatore a spillo,

Sullo stesso tipo di valvola si potrebbe anche montare un con punta

troncoconica per perfette regolazioni di portate in fase di chiusura

SISTEMI DI TENUTA: Al fine di limitare al minimo le perdite, le valvole devono essere accoppiate ad

opportuni sistemi di tenuta, che col tempo vanno via via evolvendosi tecnicamente assieme alle valvole

stesse per raggiungere diversi obiettivi:

miglioramento della tenuta primaria, ovvero la capacità di sezionamento che la valvola è in grado di

• assicurare;

miglioramento della tenuta secondaria, ovvero la tenuta nella zona dell’asta di manovra;

• riduzione degli ingombri

• A SFERA WAFER

una VALVOLA è un particolare tipo di accoppiamento che non prevede l’utilizzo di flange,

riducendo il corpo della valvola e fornendo vantaggi di montaggio-smontaggio-manutenzione.

valvola di ritegno che sfrutta l’utilizzo di una sfera, mossa dal flusso stesso: se esso scorre da sx, la sfera va

in posizione tratteggiata e libera il canale, altrimenti se si inverte il verso del fluido la sfera è spinta contro

la sede e blocca il passaggio. l’effetto venturi:

Si possono avere valvole che sfruttano mediante una riduzione di sezione, si incrementa la

velocità e si riduce la pressione, generando una forza che provoca avanzamento o arretramento del nozzle.

valvola di non ritorno (antiriflusso) utilizzata nelle applicazioni fognarie, con un setto incernierato che

ruota ed apre il passaggio del flusso se questo arriva da sx, ma si chiude se arriva da dx.

valvola a farfalla priva di flange:

una per risolvere la problematica degli ingombri, infatti, si introducono

wafer

versioni in cui il corpo valvola è privo di flange e si interpone direttamente fra le flange di due rami di

tubazione; nel caso qui riportato sono presenti tre valvole, quella centrale a farfalla per garantire la

regolazione, quella a sx a saracinesca (lo si capisce dal cappello di grandi dimensioni), mentre quella a dx

potrebbe essere di ritegno.

L’idea di base del concetto di un’esecuzione wafer è insita nella possibilità di eliminare da una determinata

apparecchiatura le flange, inserendo quindi la valvola direttamente tra le due contro flange poste sulla

condotta. Per ovviare a tutta una serie di problemi inerenti al montaggio di questo tipo di soluzione, sono

stati impiegati diversi accorgimenti tecnici, quali anelli di centratura ed orecchiette lisce (esecuzione Semi-

LUG) o filettate (Esecuzione LUG) per effettuare l’ancoraggio alla condotta sia a monte che a valle della

valvola, e quindi consentire l’eventuale rimozione di una sezione di condotta, lasciando la valvola montata

come “fine tubazione “

Sono poi riportati degli esempi di valvole per l’evacuazione rapida del flusso (blowdown) e di valvole a

membrana.

il FATTORE DI RECUPERO è un parametro caratterizzante delle valvole. La pressione di vena contratta è un

valore medio, quindi dal punto di vista fluidodinamico vuol dire che ci sono punti localizzati in cui si

possono avere valori più bassi. Il caso specifico è quello della cavitazione localizzata. Perciò serve il fattore

di incipiente cavitazione k. Quando si va a progettare il parametro da co