CONCETTI COSTRUTTIVI, RACCORDI ED OTTURATORI
POSSIBILITA' ESECUTIVE DEL RACCORDO :
L'esecuzione base del raccordo determina le caratteristiche di un innesto di controllo; i suoi pregi e anche i suoi punti deboli.
Nelle specifiche che seguono, i riferimenti "PV.." corrispondono a provini aventi caratteristiche simili a quelle di materiale che abbiamo sottoposto ad accurate prove.
Le spinte assiali "P" sono quelle che sollecitano il raccordo e queste si verificano con intensità diverse per le diverse costruzioni. I valori indicati si riferiscono ad una pressione di esercizio da 400 bar.
Costruzioni la cui sede per l'otturatore é ribattuta nel raccordo. L'intera spinta assiale che si verifica durante l'esercizio, grava sul punto di ribattitura.
L'eventuale rottura della ribattitura provoca la fuoriuscita del intero inserto, con conseguenze che possono assumere proporzioni gravi.
Costruzioni con inserto per l'otturatore avvitato. La spinta assiale é assorbita dalla filettatura che collega l'inserto con il raccordo stesso. Il valore della spinta assiale dipende naturalmente dai diametri in gioco, e per talune costruzioni tale spinta assume valori considerevoli.
La tenuta é affidata a guarnizioni o-ring, che agiscono tra le filettature. Oltre alla possibile estrusione tra il gioco delle stesse, un particolare rischio é dovuto al autosvitamento dei pezzi, che si verifica in caso di pulsazioni nel impianto idraulico.
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Costruzione RAICO
Questa é ricavata da un pezzo unico e la spinta assiale da appena P = 35 Kp grava direttamente sul raccordo (e non su inserti ribattuti o avvitati).
Non esistono pezzi avvitati tra essi. La ribattitura sul lato posteriore serve unicamente per tenere in sede la molla elicoidale che spinge l'otturatore verso la sua sede. Non ne agisce alcuna spinta idraulica, soltanto quella di precarica della molla, corrispondente a poco più di Kp 1.
Costruzione con tenuta elastica assiale.
L'otturatore grava frontalmente su una guarnizione elastica ad o-ring. Tale tipo di tenuta provoca aree di tenuta considerevoli, con ripercussioni particolarmente negative. (vedasi prestazioni --> forza di sblocco --> retta n. 2)
Tenuta elastica radiale, con otturatore conico.
La tenuta é affidata ad una guarnizione o-ring, montata sul cono del otturatore.
Poiché l'otturatore deve essere guidato, ne conseguono problemi di portata:
Mentre per le esecuzioni del tipo PV 040, il flusso avviene attraverso appositi forelini di limitato diametro (Ø 1 mm), nella costruzione PV 060, dopo lo sblocco del otturatore, il flusso é affidato semplicemente al gioco tra il perno di guida ed il rispettivo foro.
Le costruzioni con guarnizione elastica abitualmente non presentano particolari problemi di tenuta, almeno fino a quando rimane integra la guarnizione, che tuttavia può essere danneggiata meccanicamente da bave di lavorazione sul contropezzo, per invecchiamento della Buna, oppure da liquidi aggressivi.
Il fabbricante di innesti di controllo trae vantaggio da simili costruzioni, in quanto dopo l'assemblaggio, intanto é garantita una tenuta, anche senza particolari lavorazioni e non esiste alcuna necessità di un collaudo conclusivo dei pezzi.
La durata di simili costruzioni é quindi delimitata dall'usura della guarnizione elastica.
Costruzioni con tenuta metallica, prevalentemente con otturatore sferico.
Può costituire una soluzione che garantisce un corretto funzionamento, senza problemi di invecchiamento o di usura. Una sfera può rappresentare un elemento costruttivo ideale, premesso che questa sia eseguita con la dovuta qualità. Particolare cura và comunque dedicata all'esecuzione della sua sede, per garantire una durevole tenuta ermetica, priva di difetti.
Alquanto dubbiose risultano invece le esecuzioni, per le quali si provvede al necessario adattamento tra sfera e sede, martellando ad avvenuto assemblaggio sulla sfera per mezzo di una prolunga. Inevitabilmente ne rimane incisa un'impronta che causa perdite, non appena la sfera ruota (rispetto alla sua sede) a seguito degli sblocchi.
Per quanto concerne le caratteristiche riguardanti la forza di sblocco (prestazioni --> forza di sblocco --> retta 4) e 8), gli otturatori a tenuta metallica conferiscono notevoli vantaggi rispetto ad otturatori con tenuta elastica. Lo dimostra la verifica menzionata; le costruzioni dei provini PV 040 e PV 020 sono sostanzialmente identiche. Mentre la costruzione del tipo PV 040 é munita di guarnizione elastica montata su un otturatore conico (retta n. 4), in quella del tipo PV 020 é previsto un otturatore sferico (retta n. 8). Un considerevole miglioramento, dovuto esclusivamente ad una diversa esecuzione del otturatore !
Per ottenere una corretta tenuta durevole riveste importanza anche un corretto rapporto tra il diametro della sfera e quello della sua sede. Un diametro della sfera relativamente piccolo consente facilmente di ottenere una tenuta, tuttavia con il rischio dell'espulsione della sfera in caso di pulsazioni nel impianto idraulico. A parità del diametro della sede, la sicurezza funzionale aumenta con l'aumento del diametro della sfera, accentuando tuttavia la necessità di una lavorazione a microfinish della sede, per garantire una tenuta ermetica.
Il grafico illustrato sotto mette in evidenza la rispettiva correlazione empirica. Ne risulta un ideale rapporto tra i diametri, corrispondente ad un angolo vicino a 32°. (?) Poiché il diametro della sede risulta invariabile, per garantire l'intercambiabilità, riducendo invece il diametro della sfera, le condizioni di funzionamento diventano pericolose per l'impiego in impianti ad alta pressione.
