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<!doctype html />
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<head>
<title>Valvola di sovrapressione - gruppo 549</title>
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<!-- Header -->
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<div class="page-header"><h1 class="text-center"><strong>Valvola di sovrapressione</strong><br /></h1></div>
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<div class="panel-heading text-panel">Scelta della soluzione</div>
<div class="panel-body text-panel text-panel-padding"><p class="text-justify">La soluzione 3 è in grado si risolvere il problema e soddisfare tutti i requisiti. Tuttavia non è semplice garantire l’impermeabilità dell’accoppiamento Boccola-Pistone e ciò rende la soluzione 3 più incline a possibili malfunzionamenti. <br /><br />
In questa pagina si mostra in maniera più approfondita il concept ritenuto migliore alla risoluzione del problema proposto.</p></div>
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<!-- Soluzione -->
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<div class="page-header"><h1 class="text-center">Soluzione</h1></div>
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<div class="panel panel-primary">
<div class="panel-heading text-panel">Descrizione Soluzione</div>
<div class="panel-body text-panel text-panel-padding"><p class="text-justify">TESTO</p></div>
</div>
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<p>Componenti dell’assieme (da sinistra a destra):</p>
<ul>
<li>Base</li>
<li>Dado</li>
<li>Guarnizione in gomma (giallo)</li>
<li>Base interna</li>
<li>Scheda (arancione)</li>
<li>Molla</li>
<li>Pistone</li>
<li>Tappo interno</li>
<li>Boccola (rosso)</li>
<li>Molla</li>
<li>Tappo esterno</li>
<li>Filo per apertura manuale</li>
</ul>
</div>
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<figure><img src="./images/images_idee/soluzione/eletto_esploso_cut.png" class="img-responsive center-block" /></figure>
<figcaption class="text-center"><b>Vista esplosa</b></figcaption>
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<div class="panel panel-primary">
<div class="panel-heading text-panel">Descrizione Soluzione</div>
<div class="panel-body text-panel text-panel-padding"><p class="text-justify">
La base inferiore è fissata sul condotto in cui fluisce l'aria in pressione. L'apertura manuale è controllata dalla molla agente tra tappo esterno e base interna. <br />L'azionamento dell'apertura manuale libera un'area di passaggio circolare di diametro 22mm.<br />
L'apertura automatica invece apre un passaggio di area equivalente a un foro da 4mm di diametro e viene attuata per mezzo del filo SMA.<br />
Il filo è vicolato agli estremi alla scheda mentre nella parte centrale si inserisce nella cavità della boccola di acciaio che gli permette di interagire con il pistone.<br />
Contraendosi, il filo SMA schiaccia il pistone aprendo una luce verso il lato in pressione della valvola.<br />
Lo sfiato avviene attraverso i settori aperti della base interna che in condizioni di "chiusura" sono occultati dal dado avvitato all'estremità del pistone.<br />
La geometria è cilindrica: non è necessaria una geometria tronco conica perchè non ci sono giochi tra pistone e base interna, dunque non ci sono problemi di posizionamento.<br />
La chiusura della valvola, quando l’attuatore si rilassa, è favorita dalla pressione.
</p></div>
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<figure><img src="./images/images_idee/soluzione/eletto_sezione_cut.png" class="img-responsive center-block" /></figure>
<figcaption class="text-center bot-margin"><b>Vista in sezione</b></figcaption>
</div>
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<figure><img src="./images/images_idee/soluzione/eletto_base_cut.png" class="img-responsive center-block" /></figure>
<figcaption class="text-center bot-margin"><b>Base interna della valvola</b></figcaption>
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<p>Pro:</p>
<ul class="text-justify">
<li>Rispetta tutte le specifiche tecniche ed è il concept maggiormente realizzabile.</li>
<li>Assenza di giochi nello scorrimento tra pistone e foro (il pistone rimane sempre centrato sull’asse giusto).</li>
<li>La chiusura dalla valvola è agevolata dalla pressione (apertura in pressione) con conseguente carico inferiore sulla molla di richiamo.</li>
<li>Facilità di montaggio.</li>
</ul>
</div>
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<p>Contro:</p>
<ul class="text-justify">
<li>Il tappo interno deve essere realizzato in 2 parti per poter permettere la creazione del vano. Le due parti andranno avvitate. Per permettere il montaggio il pistone deve essere cilindrico e alla sua estremità deve essere avvitato un dado.</li>
<li>Base interna tecnologicamente non semplice da realizzare a causa degli scavi. Rimane comunque un pezzo stampabile.</li>
</ul>
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<div class="panel-heading text-panel">Considerazioni</div>
<div class="panel-body text-panel text-panel-padding"><p class="text-justify">Considerando la geometria del cinematismo, la spinta agente sul pistone dovuta alla pressione è al massimo pari a 77 N.
Utilizzare un filo da 0.1 mm comporterebbe un tiro nel filo stesso di 140 N, sottoponendolo così ad uno sforzo di oltre 17 GPa che ne provocherebbe la rottura.
<br /><br />
Utilizzando un filo SMA avente un diametro di 1 mm anzi che 0.1 mm lo sforzo massimo di trazione sarebbe pari a 178 MPa, valore accettabile.
Mantenendo il cinematismo ogni altra modifica geometrica (ad esempio la riduzione del diametro del dado) risulterebbe meno efficace.<br /><br />
Inoltre la nuova configurazione apporta benefici anche per quanto riguarda gli sforzi a cui è sottoposta la boccola di acciaio.<br /><br />
Per entrambi i casi la deformazione richiesta al filo per garantire una luce minima di 1.5mm in apertura della valvola è di 2.158%, valore ben inferiore al limite massimo del 3%.
</p></div>
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<figure><img src="./images/images_idee/soluzione/displacement.png" class="img-responsive center-block" /></figure>
<figcaption class="text-center bot-margin"><b>Spostamento</b></figcaption>
</div>
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<figure><img src="./images/images_idee/soluzione/vonmises.png" class="img-responsive center-block" /></figure>
<figcaption class="text-center bot-margin"><b>Von Mises</b></figcaption>
</div>
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<figure><img src="./images/images_idee/soluzione/safetyfactor.png" class="img-responsive center-block" /></figure>
<figcaption class="text-center bot-margin"><b>Safety factor</b></figcaption>
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<div class="panel panel-primary">
<div class="panel-heading text-panel">Analisi FEM</div>
<div class="panel-body text-panel text-panel-padding"><p class="text-justify">L'analisi FEM è stata eseguita sull'assieme Pistone-Dado sottoposto alla forza che deriva dalla pressione dell'aria (che agisce sulla superficie inferiore del pistone) e alla forza esercitata dal filo. <br />
<br />Il caso raffigurato rappresenta la massima tensione a cui è sottoposto l'assieme:<br />
Con il contrarsi del filo cresce la sollecitazione sull'assieme Pistone-Dado fino al massimo analizzato nell'analisi FEM.<br />
Nel momento in cui il filo fornisce la forza massima (quella necessaria per vincere la pressione dell'aria) il pistone inizia ad abbassarsi, aprendo la luce e permettendo alla pressione di diminuire: la sollecitazione sul pezzo diminuisce.<br />
Quando il filo ritorna in condizione martensitica, rilassandosi, il pistone torna naturalmente nella sua posizione iniziale per effetto della pressione e, in minima parte, anche della molla di richiamo.<br /><br />
Il primo grafico mostra la deformazione del pezzo, che nel punto di massimo è dell'ordine dei centesimi di millimetro. Rispetto a uno spostamento di almeno 1.5 mm può considerarsi trascurabile.<br /><br />
Il secondo grafico mostra le sollecitazioni di Von Mises, la massima sollecitazione si trova in corrispondenza del superficie di contatto tra boccola e filo.
Il valore è basso rispetto a quanto possa resistere l'acciaio della boccola.<br /><br />
Il terzo grafico mostra il fattore di sicurezza nei punti dell'assieme Pistone-Dado. I "punti" più a rischio sono situati nel corpo del pistone che è snello e soggetto a una coppia di forze che tende a schiacciarlo: tuttavia il minimo fattore di sicurezza è 1.87 e significa che il pistone (nel momento di massima sollecitazione) è soggetto a uno sforzo che è comunque circa la metà del suo carico di snervamento.
</p></div>
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<!-- Conclusione -->
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<div class="page-header"><h1 class="text-center">Conclusione</h1></div>
</div>
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<div class="panel panel-primary">
<div class="panel-heading text-panel">Conclusione</div>
<div class="panel-body text-panel text-panel-padding"><p class="text-justify">Riteniamo che questa soluzione sia la migliore per il caso in questione.<br />
Il concept è semplice, tutte le parti possono essere stampate e facilmente montate: condizioni che rendono il pezzo producibile in grandi lotti a fronte di piccoli prezzi.<br /><br />
La molla interna permette un corretto posizionamento della valvola anche in condizioni di non lavoro, e anche a fronte di aumenti molto lenti di pressione nell’impianto la valvola non permette fuoriuscite di gas.<br /><br />
L’analisi FEM mostra che il pistone viene sollecitato poco, anche grazie alla boccola di acciaio che garantisce una superficie d’appoggio resistente per il filo, teso e alla temperatura massima di 77°C.
</p></div>
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<li><a href="./index.html">Torna alla home</a></li>
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