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Rivista Idraulica 55

Riduttori di pressione a membrana

La distribuzione dell'acqua viene talvolta effettuata a pressioni elevate e spesso discontinue; per tale ragione è necessario ridurre e stabilizzare la pressione a valori ottimali prestabiliti prima della distribuzione alle utenze della rete privata, attraverso dispositivi detti riduttori di pressione. Questi si possono dividere essenzialmente in: 

  • riduttori di pressione ad azione diretta che possono essere di tipo a membrana o a pistone;
  • riduttori stabilizzatori di pressione con circuito pilota.

I riduttori ad azione diretta sono abitualmente utilizzati nelle civili abitazioni e negli impianti industriali medio-piccoli.

Come vedremo meglio in seguito, questi dispositivi sfruttano l'azione di una membrana (o di un pistone) e di una molla collegate ad un otturatore.

I riduttori stabilizzatori di pressione con circuito pilota offrono un controllo più accurato della pressione (specialmente con grandi capacità ed elevate portate), ma sono utilizzati principalmente in applicazioni industriali, a causa delle loro dimensioni, complessità e costi.

Sezione di un riduttore di pressione

I riduttori di pressione hanno lo scopo di ridurre la pressione in entrata nelle reti di distribuzione ad un valore che può essere tarato manualmente attraverso il dispositivo stesso. La loro azione permette inoltre di eliminare le fluttuazioni di pressione che possono verificarsi all’interno delle tubazioni; queste variazioni avvengono tipicamente tra le ore diurne e quelle notturne a causa della minore richiesta d’acqua.

La possibilità di servire le utenze con pressioni pressoché costanti garantisce il mantenimento dell’efficienza dei componenti nel tempo, ne previene la rumorosità e consente inoltre un notevole risparmio idrico. Si veda a quest’ultimo proposito la trattazione a pag. 42 e seguenti.

Sono essenzialmente costituiti da:

  • un comando di regolazione,
  • una molla di contrasto,
  • una membrana elastica,
  • un otturatore collegato alla membrana tramite uno stelo.

La membrana è sensibile alle variazioni di pressione e molto reattiva nella stabilizzazione.

Rappresentazione del funzionamento di un riduttore

Il principio di funzionamento del riduttore si basa sull'equilibrio tra due forze in opposizione.

La molla spinge l'otturatore verso il basso nel senso di apertura del riduttore. La pressione di valle che insiste sulla membrana crea invece una forza contraria, che tende quindi a riportare verso l’alto l’otturatore nel senso della chiusura.

Il riduttore funziona sia durante l'erogazione che quando i rubinetti sono chiusi.

Attraverso il comando di regolazione è possibile cambiare la compressione iniziale della molla (ovvero cambiarne la precarica), determinandone quindi una forza di spinta differente. Questa particolarità costruttiva permette quindi di effettuare la taratura del riduttore al valore di pressione desiderato.

Sezione di un otturatore a rubinetti aperti

Aprendo un rubinetto sulla linea a valle del riduttore si verifica una diminuzione di pressione sotto la membrana. 

La forza della molla diventa prevalente rispetto a quella esercitata dall'acqua sotto la membrana: la molla spinge l’otturatore verso il basso permettendo il passaggio dell’acqua.

L’apertura dell’otturatore è tanto più ampia quanto maggiore è il numero di rubinetti aperti, cioè quanto maggiore è la diminuzione della pressione sotto la membrana.

Sezione riduttore a rubinetti chiusi

Chiudendo tutti i rubinetti a valle del riduttore di pressione, la pressione al di sotto della membrana aumenta fino ad equilibrare la spinta (taratura) della molla. L'otturatore si chiude mantenendo a valle un valore di pressione pari a quella di taratura.