BR102020001909B1

BR102020001909B1 - Bomba de solenoide

Info

Publication number: BR102020001909B1
Application number: BR102020001909-0A
Authority: BR
Inventors: Brett Landacre; Matthew Neff; Jeffrey Simmonds
Original assignee: Mac Valves, Inc
Priority date: 2019-01-19
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2022-05-17
Also published as: JP7429549B2; BR102020001909B8; ZA202000524B; HUE055801T2; AU2020200553A1; NZ761142A; ES2887260T3; DK3690245T3; TW202041806A; CA3069354A1; JP2020128744A; MX2020001120A; PT3690245T; EP3690245A1; CN111486073B; KR20200094680A; CN111486073A; US11028837B2; BR102020001909A2; HRP20211394T1

Abstract

Uma bomba de solenoide que inclui uma base e um solenoide tendo uma espira e uma peça de polo. Um corpo de retenção, posicionado dentro do solenoide e da base, inclui uma cavidade de armadura que recebe uma armadura em um ajuste deslizável para se movimentar entre as posições energizada e desenergizada. Um diafragma, montado na cavidade de armadura, é conectado à armadura. Uma válvula de controle de entrada permite escoamento de fluido em apenas uma primeira direção se movendo a partir de uma porta de entrada em direção ao diafragma. Uma válvula de controle de saída permite escoamento de fluido em apenas uma segunda direção se movendo a partir do diafragma em direção a uma porta de saída. Um caminho de escoamento de fluido se estende através do corpo de retenção a partir da válvula de controle de entrada para o diafragma e a partir do diafragma para a válvula de controle de saída para transportar fluido a partir válvula de controle de entrada para a válvula de controle de saída conforme o diafragma oscila entre as primeira e segunda posições.

Description

CAMPO

[0001] A presente divulgação se refere a válvulas operadas por solenoide e, mais particularmente, a válvulas operadas por solenoide contendo um diafragma que opera como uma bomba de fluido.

ANTECEDENTES

[0002] Esta seção fornece informações básicas relacionadas à presente divulgação que não são necessariamente do estado da técnica.

[0003] Válvulas operadas por solenoide, como válvulas de gatilho, podem ser usadas para controlar o fluxo de um fluido, como ar pressurizado, através de um distribuidor. Tais distribuidores podem fazer parte de equipamentos como classificadores, máquinas de embalagem, processadores de alimentos e similares que são acionados pelo fluido pressurizado. Tais válvulas operadas por solenoide podem ser operadas por milhões de ciclos. Para reter a válvula operada por solenoide em uma posição fechada quando o solenoide é desenergizado, são utilizados membros de indução, como molas. Também é conhecido, por exemplo, na Patente dos EUA 4,598,736 de Chorkey, que a pressão do fluido pode ser equilibrada dentro da válvula para reduzir a força do solenoide necessária para mover um membro da válvula entre as posições aberta e fechada.

[0004] O membro da válvula é disposto de maneira deslizante dentro de uma base. Na posição fechada, um membro de válvula é geralmente mantido em contato com uma sede de válvula da base pelo membro de indução. Na posição aberta, o solenoide geralmente afasta o membro da válvula a partir da sede de válvula, formando uma folga entre eles. Como divulgado na Patente dos Estados Unidos 3,985,333 de Paulsen, um diafragma em forma de fole pode ser usado para fornecer uma vedação entre a base e o solenoide. Tais diafragmas impedem que os contaminantes trabalhem em direção ao solenoide, permitindo o movimento longitudinal do membro da válvula.

[0005] A base é projetada para ser recebida em um furo fornecido no distribuidor. O distribuidor geralmente inclui várias passagens que estão dispostas em comunicação fluida com o furo do distribuidor. Em operação, a válvula operada por solenoide controla o fluxo de fluido entre essas múltiplas passagens. As vedações do anel em O são normalmente fornecidas na parte externa da base para vedar a base dentro do furo do distribuidor. Tais válvulas são, portanto, projetadas para controlar o fluxo de um fluido pressurizado e não são configuradas para atuar como uma bomba (isto é, válvulas operadas por solenoide típicas não produzem qualquer cabeça de bomba durante a operação).

SUMÁRIO

[0006] Esta seção fornece um resumo geral da divulgação e não é uma divulgação abrangente de seu escopo completo ou de todos os seus recursos.

[0007] A divulgação em questão fornece uma bomba de solenoide que inclui um solenoide e uma base. O solenoide inclui uma espira e uma peça de polo que são posicionadas em um corpo de solenoide. A base inclui uma porta de entrada e uma porta de saída. A base é conectada ao corpo do solenoide, de modo que a base e o corpo do solenoide cooperam para definir uma câmara interna dentro da bomba de solenoide. Um corpo de retenção é posicionado dentro da câmara interna. O corpo de retenção inclui uma cavidade da armadura. Uma armadura é disposta na espira do solenoide e na cavidade da armadura em um encaixe deslizável. Por conseguinte, a armadura pode deslizar em relação à espira e ao corpo de retenção ao longo de um eixo longitudinal entre uma posição energizada e uma posição desenergizada. Um membro de indução, que atua para polarizar normalmente a armadura em direção à posição desenergizada, é posicionado na cavidade da armadura. Um diafragma, montado na cavidade da armadura, é conectado à armadura de modo que o diafragma se flexiona a partir de uma primeira posição para uma segunda posição, em resposta ao movimento da armadura ao longo do eixo geométrico longitudinal a partir da posição desenergizada para a posição energizada.

[0008] A bomba de solenoide inclui uma válvula de controle de entrada e uma válvula de controle de saída, ambas as quais são posicionadas na câmara interna. A válvula de controle de entrada é disposta em comunicação de fluido com a porta de entrada e permite o fluxo de fluido apenas em uma primeira direção, se movimentando a partir da porta de entrada em direção ao diafragma. A válvula de controle de saída é disposta em comunicação de fluido com a porta de saída e permite o fluxo de fluido apenas em uma segunda direção, se movimentando a partir do diafragma em direção à porta de saída. Um caminho de escoamento de fluido é definido dentro da bomba de solenoide que se estende através do corpo de retenção da válvula de controle de entrada até o diafragma e do diafragma para a válvula de controle de saída. O caminho de escoamento de fluido transporta fluido da válvula de controle de entrada para a válvula de controle de saída conforme o diafragma oscila entre a primeira e a segunda posição. Essa oscilação do diafragma, em combinação com as válvulas de controle de entrada e saída, bombeia fluido da porta de entrada da bomba de solenoide para a porta de saída da bomba de solenoide.

[0009] De acordo com outros aspectos da presente divulgação, o caminho de escoamento de fluido é ainda definido pelas passagens de entrada e de saída de retenção e um volume de bombeamento na câmara interna adjacente ao diafragma. A passagem de entrada de retenção se estende através do corpo de retenção da válvula de controle de entrada até o diafragma. A passagem de saída de retenção se estende através do corpo de retenção do diafragma para a válvula de controle de saída. O volume de bombeamento é posicionado entre o corpo de retenção e o diafragma quando o diafragma se flexiona para a segunda posição em resposta à armadura se movendo para a posição energizada. O volume de bombeamento é disposto em comunicação de fluido com as passagens de entrada e saída de retenção quando o diafragma está na segunda posição. O volume de bombeamento aumenta de tamanho quando o diafragma se move da primeira posição para a segunda posição, o que atrai fluido pela válvula de controle de entrada. O volume de bombeamento diminui de tamanho quando o diafragma se move da segunda posição para a primeira, o que empurra o fluido para fora da válvula de controle de saída. A bomba de solenoide pode ainda incluir uma cavidade de válvula de controle de entrada e uma cavidade de válvula de controle de saída, ambas posicionadas na câmara interna. A cavidade de válvula de controle de entrada é disposta em comunicação de fluido com a porta de entrada e a passagem de entrada de retenção e a válvula de controle de entrada é recebida dentro da cavidade de válvula de controle de entrada. A cavidade de válvula de controle de saída é disposta em comunicação de fluido com a porta de saída e a passagem de saída de retenção e a válvula de controle de saída é recebida dentro da cavidade de válvula de controle de saída.

[00010] Outras áreas de aplicabilidade serão evidentes a partir da descrição aqui fornecida. A descrição e exemplos específicos neste resumo destinam-se apenas a fins ilustrativos e não pretendem limitar o escopo da presente divulgação.

DESENHOS

[00011] Os desenhos aqui descritos são apenas para fins ilustrativos de concretizações selecionadas e nem todas as implementações possíveis, e não se destinam a limitar o escopo da presente divulgação, onde:

[00012] A Figura 1 é uma vista em perspectiva lateral de uma bomba de solenoide exemplar construída de acordo com a presente divulgação;

[00013] A Figura 2 é uma vista em seção transversal lateral da bomba de solenoide exemplar ilustrada na Figura 1, onde a armadura da bomba de solenoide exemplar é mostrada em uma posição desenergizada;

[00014] A Figura 3 é outra vista em seção transversal lateral da bomba de solenoide exemplar ilustrada na Figura 1, onde a armadura da bomba de solenoide exemplar é mostrada em uma posição energizada; e

[00015] A Figura 4 é uma vista em perspectiva explodida da bomba de solenoide exemplar ilustrada na Figura 1.

[00016] Os números de referência correspondentes indicam partes correspondentes nas várias vistas dos desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00017] Exemplos de concretizações serão agora descritos mais detalhadamente com referência aos desenhos anexos. Essas concretizações de exemplo são fornecidas para que esta divulgação seja minuciosa e transmita totalmente o escopo àqueles versados na técnica. Inúmeros detalhes específicos são estabelecidos, como exemplos de componentes, dispositivos e métodos específicos, para fornecer um entendimento completo das concretizações da presente divulgação. Será evidente para os versados na técnica que detalhes específicos não precisam ser empregados, que concretizações de exemplo podem ser corporificadas de muitas formas diferentes e que nenhuma deve ser interpretada para limitar o escopo da divulgação. Em algumas concretizações de exemplo, processos conhecidos, estruturas de dispositivos conhecidas e tecnologias conhecidas não são descritas em detalhes.

[00018] A terminologia aqui utilizada é para o propósito de descrever apenas exemplos de concretizações particulares e não se destina a ser limitativa. Conforme usado aqui, as formas singulares "um", "uma" e "o" podem também incluir as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Os termos "compreende", "compreendendo", "incluindo”, e “tendo” são inclusivos e, portanto, especificam a presença de recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não impedem a presença ou adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos. As etapas, processos e operações do método aqui descritos não devem ser interpretados como exigindo necessariamente seu desempenho na ordem específica discutida ou ilustrada, a menos que especificamente identificado como uma ordem de desempenho. Também deve ser entendido que etapas adicionais ou alternativas podem ser empregadas.

[00019] Quando um elemento ou camada é referido como "sobre", "engatado em", "conectado a" ou "acoplado a" outro elemento ou camada, ele pode estar diretamente sobre, engatado, conectado ou acoplado ao outro elemento ou camada, ou elementos ou camadas intervenientes podem estar presentes. Por outro lado, quando um elemento é referido como "diretamente sobre", "diretamente engatado", "diretamente conectado a" ou "diretamente acoplado a" outro elemento ou camada, pode não haver elementos ou camadas intervenientes. Outras palavras usadas para descrever a relação entre elementos devem ser interpretadas de maneira semelhante (por exemplo, "entre" versus "diretamente entre", "adjacente" versus "diretamente adjacente" etc.). Como aqui utilizado, o termo "e/ou " inclui toda e qualquer combinação de um ou mais dos itens listados associados.

[00020] Embora os termos primeiro, segundo, terceiro etc, possam ser usados aqui para descrever vários elementos, componentes, regiões, camadas e/ou seções, esses elementos, componentes, regiões, camadas e/ou seções não devem ser limitados por estes termos. Esses termos podem ser usados apenas para distinguir um elemento, componente, região, camada ou seção de outra região, camada ou seção. Termos como "primeiro", "segundo" e outros termos numéricos, quando usados aqui, não implicam uma sequência ou ordem, a menos que claramente indicado pelo contexto. Assim, um primeiro elemento, componente, região, camada ou seção discutido abaixo pode ser denominado um segundo elemento, componente, região, camada ou seção sem se afastar dos ensinamentos das concretizações exemplares.

[00021] Termos espacialmente relativos, como "interno", "externo", "abaixo", "em baixo", "inferior", "acima", "superior" e similares, podem ser usados aqui para facilitar a descrição para descrever a relação de um elemento ou recurso com outro (s) elemento (s) ou recurso (s), conforme ilustrado nas figuras. Termos espacialmente relativos podem ter a intenção de abranger diferentes orientações do dispositivo em uso ou operação, além da orientação representada nas figuras. Por exemplo, se o dispositivo nas figuras for invertido, os elementos descritos como "em baixo" ou "abaixo" de outros elementos ou características serão orientados "acima" dos outros elementos ou características. Assim, o termo exemplo "em baixo" pode abranger uma orientação acima e abaixo. O dispositivo pode ser de outra forma orientado (girado 90 graus ou em outras orientações) e os descritores espacialmente relativos aqui utilizados, interpretados em conformidade.

[00022] Com referência às Figuras 1-4, uma bomba de solenoide exemplar 20 é ilustrada. A bomba de solenoide 20 inclui um solenoide 22 e uma base 24. O solenoide 22 inclui um corpo de solenoide 26 que está conectado à base 24 de modo que a base 24 e o corpo de solenoide 26 cooperam para definir uma câmara interna 27. O corpo de solenoide 26 se estende coaxialmente ao longo de um eixo geométrico longitudinal 28. Deve-se considerar que os termos "longitudinal", "longitudinalmente", "axial" e "axialmente", quando aqui utilizados, significam ao longo ou paralelo ao eixo geométrico longitudinal 28. A base 24 inclui uma porta de entrada 30 e uma porta de saída 32 e a base 24 está conectada ao corpo do solenoide 26 por conexão rosqueada 38. Embora outras disposições sejam possíveis, as portas de entrada e saída 30, 32 no exemplo ilustrado são fornecidas na forma de projeções tubulares estendidas longitudinalmente que possuem extremidades.

[00023] O solenoide 22 inclui uma espira 54 e uma peça de polo 56 que estão posicionadas dentro do corpo de solenoide 26. Uma bobina 58, também disposta no corpo de solenoide 26, suporta a espira 54. Uma armadura 62 está disposta de maneira deslizável no corpo de solenoide 26 para movimento ao longo do eixo geométrico longitudinal 28 entre uma posição desenergizada (Figura 2) e uma posição energizada (Figura 3). Pelo menos parte da peça de polo 56 e pelo menos parte da armadura 62 são recebidas de forma deslizável na bobina 58. A peça de polo 56 pode incluir uma passagem de equalização de pressão 64 que se estende através da peça de polo 56 ao longo do eixo longitudinal 28. A peça de polo 56 também pode incluir uma extremidade rosqueada 66 que engata nas roscas internas 68 no corpo de solenoide 26. Por conseguinte, a posição axial da peça de polo 56 é ajustável girando a peça de polo 56 em torno do eixo geométrico longitudinal 28 em relação ao solenoide 22. Embora outros materiais são possíveis, a peça de polo 56 e a armadura 62 podem ser feitas de aço magnético da série 400.

[00024] A peça de polo 56 está disposta dentro de uma luva de peça de polo 70. A luva de peça de polo 70 inclui uma parede de luva de peça de polo 72 e um flange de luva de peça de polo 74. A parede de luva de peça de polo 72 está posicionada radialmente entre a bobina 58 e pelo menos parte da peça de polo 56. O flange de luva da peça de polo 74 se estende radialmente para fora da parede de luva da peça de polo 72 em direção ao corpo de solenoide 26. A parede de luva da peça de polo 72 mantém o alinhamento coaxial da peça de polo 56 com a bobina 58, a espira 54 e corpo de solenoide 26. Uma tampa elétrica 76 é conectada de maneira removível ao corpo de solenoide 26. A tampa elétrica 76 inclui um ou mais contatos elétricos 80 que são eletricamente conectados à espira 54. Os contatos elétricos 80 são configurados para acoplar com um conector elétrico (não mostrado) que fornece eletricidade à bomba de solenoide 20.

[00025] Como mostrado na Figura 2, quando a armadura 62 está na posição desenergizada, uma abertura de folga 92 é fornecida entre a peça de polo 56 e a armadura 62. A armadura 62 é disposta de maneira deslizável dentro de uma bucha de armadura 94 posicionada no corpo de solenoide 26. A bucha da armadura 94 inclui uma luva de bucha 96 e um flange de bucha 98. A luva de bucha 96 está posicionada radialmente entre a bobina 58 e pelo menos parte da armadura 62. O flange de bucha 98 se estende radialmente para fora da luva de bucha 96 em direção ao corpo de solenoide 26. A luva de bucha 96 mantém o alinhamento coaxial da armadura 62 com a bobina 58, a espira 54 e o corpo de solenoide 26 durante o deslocamento deslizável da armadura 62 entre as posições energizada e desenergizada. Embora outras configurações sejam possíveis, a luva de bucha 96 pode ser integralmente conectada ao flange de bucha 98. A armadura 62 pode opcionalmente incluir um ou mais planos 100 para reter a armadura 62 durante a montagem da bomba de solenoide 20.

[00026] Um membro de indução 102, tal como uma mola de compressão de metal espiralada, é posicionado em torno da armadura 62. A armadura 62 inclui uma sede de membro de indução 104 que se estende radialmente para fora em direção ao corpo de solenoide 26. O membro de indução 102 tem uma primeira extremidade de membro de indução 106 que entra em contato com a sede do membro de indução 104 da armadura 62 e uma segunda extremidade de membro de indução 108 que entra em contato com o flange de bucha 98. O membro de indução 102 aplica uma força de indução 110 à armadura 62 que atua para flexionar a armadura 62 em direção à posição energizada (Figura 2).

[00027] Como mostrado na Figura 3, quando eletricidade é fornecida à espira 54, a espira 54 cria um campo magnético que faz com que a armadura 62 seja atraída magneticamente em direção à peça de polo 56, reduzindo ou eliminando a abertura de folga 92 entre a peça de polo 56 e a armadura 62. O campo magnético transmite uma força magnética 112 na armadura 62 que supera a força de indução 110 do membro de indução 102, o que resulta no movimento da armadura 62 para a posição energizada (Figura 3). Enquanto a eletricidade for fornecida à espira 54, a armadura 62 será mantida na posição energizada.

[00028] A bomba de solenoide 20 inclui um corpo de retenção 114 que é disposto dentro da câmara interna 27. O corpo de retenção 114 inclui uma parede de luva 115 e uma parede de extremidade 116 que definem uma cavidade de armadura 117 dentro do corpo de retenção 114. O corpo de retenção 114 também inclui o primeiro e o segundo membros de suporte da válvula 118, 119 que se projetam longitudinalmente da parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 em direção às portas de entrada e saída 30, 32 na base 24.

[00029] Um diafragma 120 é recebido na cavidade da armadura 117 no corpo de retenção 114 e é posicionado adjacente à parede de extremidade 116. O diafragma 120 é fixado / preso à armadura 62 por um prendedor rosqueado 121. Durante a operação da bomba de solenoide 20, o diafragma 120 flexiona entre uma primeira posição quando a armadura 62 está na posição desenergizada (Figura 2) e uma segunda posição quando a armadura 62 está na posição energizada (Figura 3.) Na primeira posição, o diafragma 120 se estende radialmente para dentro da parede da luva 115 do corpo de retenção 114 em um plano de diafragma 122 que é transversal ao eixo geométrico longitudinal 28. Isso significa que o diafragma 120 é substancialmente plano quando a armadura 62 está na posição desenergizada (Figura 2). Na segunda posição, o diafragma 120 se flexiona do plano do diafragma 122, de modo que um volume de bombeamento 124 é definido entre a parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 e o diafragma 120. Embora várias configurações e materiais de construção sejam possíveis, o diafragma 120 pode ser feito de borracha.

[00030] A bomba de solenoide 20 inclui uma válvula de controle de entrada 125 e uma válvula de controle de saída 126 que estão ambas posicionadas dentro da base 24. A válvula de controle de entrada 125 é disposta em comunicação de fluido com a porta de entrada 30 na base 24 e a válvula de controle de saída 126 está disposta em comunicação de fluido com a porta de saída 32 na base 24. A válvula de controle de entrada 125 está configurada para permitir escoamento fluido apenas em uma primeira direção 127 movendo-se da porta de entrada 30 em direção ao diafragma 120. A válvula de controle de saída 126 é configurada para permitir o escoamento de fluido apenas em uma segunda direção 128, movendo-se do diafragma 120 em direção à porta de saída 32.

[00031] O corpo de retenção 114 inclui uma passagem de entrada de retenção 129 que se estende através da parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 da válvula de controle de entrada 125 até o diafragma 120 e uma passagem de saída de retenção 130 que se estende através da parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 do diafragma 120 para a válvula de controle de saída 126. O diafragma 120 fecha a passagem de entrada de retenção 129 e a passagem de saída de retenção 130 quando o diafragma 120 está na primeira posição e a armadura 62 está na posição desenergizada (Figura 2). No entanto, quando a armadura 62 se move para a posição energizada, o diafragma 120 é puxado para fora da parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 para a segunda posição, que abre a passagem de entrada de retenção 129 e a passagem de saída de retenção 130 para o volume de bombeamento 124 que é criado entre a parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 e o diafragma 120. Isso cria um caminho de escoamento de fluido 131 que se estende através da passagem de entrada de retenção 129 no corpo de retenção 114 da válvula de controle de entrada 125 para o volume de bombeamento 124, através do volume de bombeamento 124 entre a parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 e o diafragma 120 e através da passagem de saída de retenção 130 no corpo de retenção 114 do volume de bombeamento 124 para a válvula de controle de saída 126. O caminho de escoamento de fluido 131 transporta fluido da válvula de controle de entrada 125 para a válvula de controle de saída 126 quando o diafragma 120 oscila entre a primeira e a segunda posições (Figuras 2 e 3).

[00032] A bomba de solenoide 20 inclui uma cavidade de válvula de controle de entrada 132, posicionada na câmara interna 27, que está disposta em comunicação de fluido com a porta de entrada 30 e a passagem de entrada de retenção 129. A bomba de solenoide 20 inclui ainda uma cavidade de válvula de controle de saída 133, também posicionada na câmara interna 27, que está disposta em comunicação de fluido com a porta de saída 32 e a passagem de saída de retenção 130. Mais especificamente, a cavidade de válvula de controle de entrada 132 é definida e posicionada no primeiro membro de suporte de válvula 118 no corpo de retenção 114. Por outro lado, a cavidade de válvula de controle de saída 133 é definida e posicionada na base 24. A cavidade de válvula de controle de entrada 132 é posicionada em comunicação direta de fluido com a porta de entrada 30 e a passagem de entrada de retenção 129. A cavidade de válvula de controle de saída 133 está posicionada em comunicação direta de fluido com a porta de saída 32 e a passagem de saída de retenção 130. A válvula de controle de entrada 125 é recebida dentro da cavidade de válvula de controle de entrada 132 e a válvula de controle de saída 126 é recebida dentro da cavidade da válvula de controle de saída 133. As válvulas de controle de entrada e saída 125, 126 têm uma configuração de bico de pato (“duck-bill”) compreendendo duas pétalas de válvula 134 que convergem em uma fenda 135. As válvulas de controle de entrada e de saída 125, 126 são rotacionadas 90 graus uma em relação à outra, de modo que a fenda 135 da válvula de controle de saída 126 tem uma orientação perpendicular em relação à fenda 135 da válvula de controle de entrada 125. Uma porção da válvula de controle de saída 126 recebe o segundo membro de suporte de válvula 119. Embora outras configurações sejam possíveis, no exemplo ilustrado, as válvulas de controle de entrada e saída 125, 126 são feitas de um material elastomérico e as pétalas de válvula 134 são conectadas e fazem parte de uma construção de válvula de peça única.

[00033] Como mostrado na Figura 2, a força de indução 110 do membro de indução 102 empurra a armadura 62 para a posição desenergizada quando nenhuma eletricidade é fornecida à espira 54. Nesse estado operacional, o diafragma 120 assume a primeira posição e fecha a passagem de entrada de retenção 129 e a passagem de saída de retenção 130. Como mostrado na Figura 3, a força de indução 110 do membro de indução 102 é superada pela força magnética 112 que atua através da peça de polo 56 quando a espira 54 é energizada, a qual puxa a armadura 62 para a posição energizada e o diafragma 120 para a segunda posição. Portanto, a energização da espira 54 abre o caminho de escoamento de fluido 131 que conduz da válvula de controle de entrada 125 para a válvula de controle de saída 126 e cria e/ou aumenta o tamanho (isto é, volume) do volume de bombeamento 124 entre a parede de extremidade 116 da corpo de retenção 114 e diafragma 120. Isso atrai fluido para o volume de bombeamento 124 a partir da porta de entrada 30. Esse escoamento de entrada de fluido viaja na primeira direção 127 a partir da porta de entrada 30, através da válvula de controle de entrada 125, através da passagem de entrada de retenção 129 e para o volume de bombeamento 124. O tamanho (isto é, volume) do volume de bombeamento 124 é reduzido quando o diafragma 120 retorna à primeira posição em resposta à armadura 62 voltando à posição desenergizada. Isso força o fluido para fora do volume de bombeamento 124 e para a passagem de saída 130 de retenção. Esse escoamento de saída de fluido viaja na segunda direção 128 a partir do volume de bombeamento 124, através da passagem de saída de retenção 130, através da válvula de controle de saída 126 e para a porta de saída 32.

[00034] Uma luva de suporte do diafragma 144 é disposta na cavidade da armadura 117 e é conectada à parede da luva 115 do corpo de retenção 114 por uma conexão rosqueada 146. A luva de suporte do diafragma 144 se estende longitudinalmente, geralmente tem forma cilíndrica e é alinhada coaxialmente com o eixo geométrico longitudinal 28. A luva de suporte do diafragma 144 se estende anularmente em torno e é afastada da armadura 62 para definir uma cavidade de luva 150 nela. O membro de indução 102 é posicionado na cavidade da luva 150 radialmente entre a armadura 62 e a luva de suporte do diafragma 144. A luva de suporte do diafragma 144 encosta e suporta pelo menos parte do diafragma 120. Em outras palavras, o diafragma 120 é preso entre a luva de suporte de diafragma 144 e a parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114 quando a luva de suporte de diafragma 144 é rosqueada na parede da luva 115 do corpo de retenção 114.

[00035] Uma vedação 152 é posicionada entre e entra em contato com a parede da luva 115 do corpo de retenção 114 e o flange de bucha 98. A vedação 152 acomoda variações de tolerância entre o corpo de retenção 114 e a bucha da armadura 94. O diafragma 120 pode opcionalmente incluir uma aba periférica 158. A aba periférica 158 é recebida entre o corpo de retenção 114 e a luva de suporte do diafragma 144 para fixar o diafragma 120 dentro da bomba de solenoide 20. No exemplo ilustrado, a aba periférica 158 do diafragma 120 possui uma seção transversal em forma de rampa; no entanto, outras formas podem ser utilizadas.

[00036] A base 24, corpo de retenção 114 e luva de suporte de diafragma 144 de acordo com várias concretizações são criadas de um material polimérico. Um material polimérico é usado por várias razões, incluindo: reduzir custo e peso da bomba de solenoide 20, para permitir que a geometria complexa da base 24, corpo de retenção 114 e luva de suporte do diafragma 144 seja fabricada mais facilmente usando uma operação de moldagem, para reduzir ou eliminar a corrosão da base 24, corpo de retenção 114 e luva de suporte do diafragma 144 e eliminar quaisquer efeitos do campo magnético na base 24, corpo de retenção 114 e luva de suporte do diafragma 144 durante a operação da espira 54. De acordo com outra concretização, a base 24, o corpo de retenção 114 e a luva de suporte do diafragma 144 são feitos de metal, tal como aço inoxidável.

[00037] A configuração da bomba de solenoide 20 descrita acima pode ser montada rápida e facilmente. Por exemplo, o seguinte processo de montagem pode ser usado. Primeiro, a válvula de controle de entrada 125 é colocada na cavidade da válvula de controle de entrada 132 no corpo de retenção 114 e a válvula de controle de saída 126 é colocada na cavidade da válvula de controle de saída 133. O corpo de retenção 114 é então inserido na câmara interna 27 na base 24. O diafragma 120 é montado na armadura 62 usando o fixador 121 e a armadura 62 e o diafragma 120 são então inseridos como um conjunto na cavidade da armadura 117 no corpo de retenção 114. A luva de suporte do diafragma 144 é então rosqueada no corpo de retenção 114 para prender o diafragma 120 contra a parede de extremidade 116 do corpo de retenção 114. O membro de indução 102 é então deslizado sobre a armadura 62 e para dentro da cavidade da luva 150. A base 24 é então rosqueada no solenoide 22.

[00038] Em operação, o rápido movimento oscilatório do diafragma 120 entre a primeira e a segunda posições bombeia fluido ao longo do caminho de escoamento de fluido 131. Como resultado, a bomba de solenoide 20 pode ser usada no lugar de uma bomba peristáltica tradicional, que utiliza uma came e um motor elétrico para bombear fluido através de um tubo. Um dos benefícios da bomba de solenoide 20 aqui divulgada sobre as bombas peristálticas tradicionais é que o solenoide 22 oferece confiabilidade aprimorada em relação aos motores elétricos usados nas bombas peristálticas. Embora outras aplicações sejam possíveis, uma aplicação pretendida para a bomba de solenoide 20 aqui divulgada é na indústria médica em aplicações de dosagem em que é necessária uma bomba de fluido para fornecer quantidades precisas de líquido.

[00039] A descrição anterior das concretizações foi fornecida para fins de ilustração e descrição. Não pretende ser exaustivo ou limitar a divulgação. Elementos ou características individuais de uma concretização específica geralmente não se limitam a essa modalidade específica, mas, quando aplicável, são intercambiáveis e podem ser usados em uma concretização selecionada, mesmo se não mostrado ou descrito especificamente. O mesmo também pode variar de várias maneiras. Tais variações não devem ser consideradas como um afastamento da divulgação, e todas essas modificações devem ser incluídas no escopo da divulgação.

Claims

1. Bomba de solenoide (20) caracterizada pelo fato de que compreende: um solenoide (22) tendo uma espira (54) e uma peça de polo (56) posicionada em um corpo de solenoide (26); uma base (24) incluindo uma porta de entrada (30) e uma porta de saída (32), a base (24) conectada ao corpo de solenoide (26) de modo que a base (24) e o corpo de solenoide (26) cooperam para definir uma câmara interna (27); um corpo de retenção (114) disposto dentro da câmara interna (27) que inclui uma cavidade de armadura (117); uma armadura (62) disposta de maneira deslizável na espira (54) do solenoide (22) e na cavidade de armadura (117) para se movimentar ao longo de um eixo geométrico longitudinal (28) entre uma posição energizada e uma posição desenergizada; um diafragma (120) montado na cavidade de armadura (117) que é conectado à armadura (62) de modo que o diafragma (120) se flexiona a partir de uma primeira posição para uma segunda posição, em resposta ao movimento da armadura (62) ao longo do eixo geométrico longitudinal (28) a partir da posição desenergizada para a posição energizada; uma válvula de controle de entrada (125) posicionada na câmara interna (27) e disposta em comunicação de fluido com a porta de entrada (30) que permite fluxo de fluido em apenas uma primeira direção se movimentando a partir da porta de entrada (30) em direção ao diafragma (120); uma válvula de controle de saída (126) posicionada na câmara interna (27) e disposta em comunicação de fluido com a porta de saída (32) que permite fluxo de fluido em apenas uma segunda direção se movimentando a partir do diafragma (120) em direção a porta de saída (32); um caminho de escoamento de fluido (131) que se estende através do corpo de retenção (114) a partir da válvula de controle de entrada (125) para o diafragma (120) e a partir do diafragma (120) para a válvula de controle de saída (126) que transporta fluido a partir da válvula de controle de entrada (125) para a válvula de controle de saída (126) conforme o diafragma (120) oscila entre a primeira e a segunda posições; e uma luva de suporte de diafragma (144), posicionada na cavidade de armadura (117), que confina e suporta pelo menos parte do diafragma (120), em que pelo menos parte da armadura (62) é recebida na luva de suporte de diafragma (144).

2. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um membro de indução (102), disposto na cavidade de armadura (117), atua para induzir normalmente a armadura (62) em direção à posição desenergizada, o membro de indução (102) sendo posicionado radialmente entre a armadura (62) e a luva de suporte.

3. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a armadura (62) inclui uma sede de membro de indução (104) que se estende radialmente para fora em direção a luva de suporte, e o membro de indução (102) tem uma primeira extremidade de membro de indução (106) que está em contato com a sede de membro de indução (104) da armadura (62).

4. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que ainda compreende:uma bobina (58) disposta no corpo de solenoide (26) que suporta a espira (54), pelo menos parte da peça de polo (56) e pelo menos parte da armadura (62) deslizável recebida na bobina (58); euma bucha de armadura (94) que inclui uma luva de bucha (96) e um flange de bucha (98), a luva de bucha (96) disposta radialmente entre a bobina (58) e pelo menos parte da armadura (62), o flange de bucha (98) se estendendo radialmente para fora a partir da luva de bucha (96) em direção ao corpo de solenoide (26), e o membro de indução (102) incluindo uma segunda extremidade de membro de indução (108) que está em contato com o flange de bucha (98).

5. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que ainda compreende:uma vedação (152) posicionada entre e que está em contato com o corpo de retenção (114) e o flange de bucha (98).

6. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o caminho de escoamento de fluido (131) é definido por uma passagem de entrada de retenção (129) que se estende através do corpo de retenção (114) a partir da válvula de controle de entrada (125) para o diafragma (120), um volume de bombeamento (124) que é posicionado entre o corpo de retenção (114) e o diafragma (120) quando o diafragma (120) se flexiona para a segunda posição em resposta ao movimento da armadura (62) para a posição energizada, e uma passagem de saída de retenção (130) que se estende através do corpo de retenção (114) a partir do diafragma (120) para a válvula de controle de saída (126).

7. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que ainda compreende:uma cavidade de válvula de controle de entrada (132), posicionada na câmara interna (27), que é disposta em comunicação de fluido com a porta de entrada (30) e com a passagem de entrada de retenção (129), a válvula de controle de entrada (125) sendo recebida dentro da cavidade de válvula de controle de entrada (132); euma cavidade de válvula de controle de saída (133), posicionada na câmara interna (27), que é disposta em comunicação de fluido com a porta de saída (32) e com a passagem de saída de retenção (130), a válvula de controle de saída (126) sendo recebida dentro da cavidade de válvula de controle de saída (133).

8. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a cavidade de válvula de controle de entrada (132) é definida por e posicionada no corpo de retenção (114), e a cavidade de válvula de controle de saída (133) é definida por eposicionada na base (24).

9. Bomba de solenoide (20), de acordo com areivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o tamanho do volume de bombeamento é reduzido quando o diafragma (120) retorna à primeira posição em resposta ao movimento da armadura (62) para a posição desenergizada.

10. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o diafragma (120) fecha a passagem de entrada de retenção (129) e a passagem de saída de retenção (130) quando o diafragma (120) está na primeira posição e a armadura (62) está na posição desenergizada.

11. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada uma das válvulas de controle de saída e de entrada tem uma configuração de bico de pato compreendendo duas pétalas de válvula (134) que convergem em uma fenda (135).

12. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que as válvulas de controle de saída e de entrada são rotacionadas em 90 graus uma em relação a outra, de modo que a fenda (135) da válvula de controle de saída (126) tem uma orientação perpendicular em relação à fenda (135) da válvula de controle de entrada (125).

13. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diafragma (120) inclui uma aba periférica (158) que é recebida entre o corpo de retenção (114) e a luva de suporte de diafragma (144) para fixar o diafragma (120) dentro da cavidade de armadura (117).

14. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a aba periférica do diafragma (120) tem uma seção transversal em forma de rampa.

15. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diafragma (120) se estende em um plano de diafragma que é transversal ao eixo geométrico longitudinal (28) na primeira posição e é flexionado para longe do plano de diafragma na segunda posição.

16. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende:um fixador (121) engatado de forma rosqueada com a armadura (62) que aperta o diafragma (120) à armadura (62).

17. Bomba de solenoide (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a peça de polo (56) inclui uma extremidade rosqueada (66) que se engata com as roscas internas no corpo de solenoide (26) e permite que uma posição axial da peça de polo (56) seja selecionada através da rotação da peça de polo (56) em relação ao corpo de solenoide (26).