Progettare 461

78 progettare 461 • aprile 2024 OLEOIDRAULICA pressione all’interno del sistema. Una volta che la pressione si è ridotta a un livello accettabile, la valvola tornerà nella sua posizione normalmente chiusa e interromperà il flusso. Queste valvole sono disponibili in diverse configura- zioni. La più comune prevede una molla caricata e compressa che mantiene un cuscinetto a sfere, un otturatore o un disco contro la sede della valvola. La combinazione di questi componenti fornisce la tenuta interna utilizzata per impedire il flusso. Mentre è in posizione aperta, il fluido scorre assialmente tra la guarnizione e l’involucro della val- vola o attraverso passaggi all’interno di un otturatore. In altre configurazioni è consentito il flusso a 90° rispetto all’ingresso della valvola ed è possibi- le controllare l’apertura della valvola attraverso un diaframma o un soffietto anziché una molla. Le valvole realizzate daThe Lee Company funzionano in base alla pressione differenziale tra le porte di ingresso e di uscita. Prestazioni delle valvole limitatrici A volte può essere complicato trovare una soluzione che soddisfi ogni esigenza e, come per la maggior parte delle deci- sioni, ci sono dei compromessi da attuare al fine di selezionare o progettare una valvola limitatrice di pressione adeguata all’applicazione. Ci sono aspetti intuitivi, come per esempio l’impatto che la ri- duzione delle dimensioni dell’involucro della valvola può comportare in termini di inferiore capacità di flusso, oppure a modifica del materiale di un componente che può migliorare la capacità opera- tiva, ma a scapito magari del peso (da plastica a metallo). Ne esistono altri da non sottovalutare che gli ingegneri con- siderano sempre con grande attenzione quali l’isteresi, ovvero la differenza nelle prestazioni del flusso in base all’aumen- to o alla diminuzione della pressione. Come si può vedere da figura 2 la curva di flusso generata con l’aumento della pressione fino alla pressione del punto di flusso sarà compensata dalla curva di flusso generata con la diminuzione della pressione dalla pressione del punto di flusso alla posizione chiusa. Quando una valvola si apre, potrebbe verificarsi un aumento dell’area interessata su cui agisce la pressione. Altro elemento è il guadagno (gain), cioè la percentuale di aumento della portata per aumento della pressione ed è una misura dell’efficienza con cui una valvola si sposta da una posizione chiusa alla pressione del punto di flusso. Una val- vola ad alto guadagno è quella che può aprirsi completamente con un aumento minimo della pressione, cosa auspicabile nelle applicazioni pop-off. Solitamente è necessario un bilanciamento tra isteresi e gain, perché un guadagno più elevato determina un’isteresi maggiore e vice- versa. Queste caratteristiche dinamiche influenzeranno i criteri critici di presta- zione della valvola, tra cui la pressione di apertura, la pressione del punto di flusso e la pressione di riposizionamento. Altro aspetto importante è il tempo di risposta, ovvero il tempo impiegato dalla valvola per rilevare l’aumento di pressione e reagire aprendosi. Da segnalare anche la contaminazione da corpi estranei. Sfortunatamente, i fluidi possono con- tenere contaminanti di varie dimensioni e materiali. Questa contaminazione può danneggiare i componenti interni della valvola o le superfici di tenuta, oppure può depositarsi all’interno della valvola, influenzandone negativamente le presta- zioni. Nel peggiore dei casi, la contami- nazione può rimanere intrappolata in un punto che impedisce la chiusura della valvola, causando la completa perdita di pressione e delle funzionalità del sistema mentre il fluido fuoriesce attraverso la valvola. A monte della valvola di sicurez- za deve essere incorporata un’adeguata protezione (filtro) contro la contamina- zione. Soluzioni previste dagli ingegneri, sia come integrate nella valvola sia come entità separate. Fig. 2 - Diagramma d’isteresi.