Progettare 461

progettare 461 • aprile 2024 77 raggiunga un livello pericoloso. Queste valvole trovarono poi largo impiego come protezioni in un’ampia gamma di applicazioni: sistemi di stoccaggio per il trasporto di liquidi o gas, impianti di trattamento chimico, reattori nucleari, sistemi di alimentazione del motore e sistemi idraulici per automobili, mac- chine edili o aerei. Alcune caratteristiche I requisiti prestazionali di una valvola limitatrice di pressione dipendono dal tipo d’impiego, possono svolgere di- verse funzioni all’interno di un sistema e sono diversi i tipi di valvole: valvole di sicurezza (safety relief valves). Si tratta di valvole ‘pop-off’, ad azione rapida, ideali per applicazioni con potenziali picchi di pressione nel sistema. Sono valvole normalmente chiuse necessarie per la sicurezza del sistema. Per esem- pio, quando si utilizza una pompa per riempire un serbatoio di stoccaggio di gas, la pressione nel serbatoio aumenta rapidamente man mano che si riempie. Qualora il serbatoio divenisse troppo pieno potrebbe scoppiare. Per evitare ciò, la linea tra la pompa e il serbatoio viene dotata di una valvola di sicurez- za. Quando la pressione aumenta fino a un livello superiore alla pressione preferita della bombola, la valvola si apre rapidamente scaricando il flusso in atmosfera o in una linea di rimando a monte della pompa. Una volta spenta la pompa o collegata dal serbatoio, la pressione ritorna a un livello sicuro e le valvole di sicurezza si chiudono. Altro esempio sono le valvole di re- golazione della pressione (pressure regulationg relief valves). Sono valvole previste per un funzionamento conti- nuo all’interno di un sistema. La valvola si troverà generalmente in uno stato variabile tra chiuso e completamente aperto. Pertanto, la stabilità della val- vola è fondamentale poiché le pressioni e i flussi variano mentre la valvola è aperta. Vengono comunemente im- piegate nei sistemi di alimentazione carburante del motore. Il carburante viene erogato nella camera di combu- stione di un motore attraverso ugelli di iniezione che funzionano entro un intervallo di pressione specificato. Il carburante viene generalmente fornito da una pompa a volume fisso mentre gli ugelli di iniezione si aprono e si chiudo- no a velocità variabile a seconda della richiesta del motore. La valvola limita- trice è situata tra la pompa e gli ugelli di iniezione del carburante: quando la pompa eroga carburante, la valvola di regolazione della pressione si apre e scarica il carburante in eccesso nel serbatoio mantenendo una pressione costante agli iniettori per una migliore efficienza del carburante. Infine, le val- vole di scarico termico (thermal relief valves). Sono destinate a scaricare una quantità molto piccola di fluido a causa dell’espansione termica all’interno di un volume intrappolato ed è fondamen- tale che le valvole vengano ottimizzata per lavorare a portate molto basse. Un esempio di applicazione per questo è il sistema freno di stazionamento degli aerei. Le temperature esterne durante il volo possono diventare molto basse, mentre le temperature del suolo so- no potenzialmente molto più elevate. Quando l’aereo è parcheggiato, il liqui- do nel sistema del freno di staziona- mento si espande a causa dell’aumento della temperatura. È possibile quindi impiegare una valvola di sicurezza ter- mica per scaricare il fluido quando si espande, diminuendo la pressione evitando il blocco del sistema. Come funzionano Le valvole limitatrici di pressione so- no dispositivi ad azione diretta, in cui la pressione agisce direttamente sui componenti interni della valvola. Sono normalmente chiuse, con i componenti interni mantenuti in una posizione che crea una tenuta per impedire il flusso. Quando la pressione aumenta oltre il li- mite specificato dalla valvola, la valvola viene forzata ad aprirsi, consentendo al fluido di fuoriuscire dall’area pressuriz- zata verso un’altra sezione del sistema o nell’ambiente circostante. Consentendo lo sfiato del fluido, la valvola limitatri- ce di pressione impedisce un ulteriore aumento della pressione e/o riduce la SPECIALE MACCHINE MOVIMENTO TERRA Fig. 1 - Esempio di impiego di valvole regolatrici di pressione.