BRPI0805312A2 - sistema eletromecánico para o direcionamento selecionável para o fluxo de um fluido, eletrobomba com saìda dupla e método para o acionamento de uma eletrobomba com saìda dupla - Google Patents

Abstract

A presente invenção descreve uma eletrobomba (1) com saída dupla, compreendendo uma entrada (4) duas saídas (3E, 3D), sendo que, na área interna do corpo (2), e entre as aberturas das saídas (3E, 3D), é disposta uma tampa móvel (9), articulada através do seu eixo (10), formada por um par de abas (13E, 13D) que se projetam a partir do dito eixo (10), defasadas entre elas em um ángulo (13), superiormente dotadas de respectivas vedações (14) destinadas a obstruir alternativamente as saidas (3E, 3D) e internamente compreende uma sede (11), rigidamente fixada em relação às ditas abas (13E, 13D), a qual recebe um imã (12). Externamente ao corpo (2), e em correspondência das posições de deflexão máxima do imã (12), são previstos dois sensores (8E, 8D), aptos a detectar a presença do imã (12) dentro da sua região de detecção. Acionado o motor síncrono (5), a abertura ou o fechamento de uma das saídas (3E, 30) é dado pelo sentido de rotação do motor (5). Caso o sentido de rotação não seja o desejado, o motor (5) é desligado e, após a sua parada, este é novamente acionado, até que se consiga o sentido de rotação desejado, ou seja, o bombeamento do fluxo alimentado na bomba (1) através da saída desejada.

Description

Sistema eletromecânico para o direcionamento seiecionável para o fluxo de umfluido, eletrobomba com saída dupla e método para o acionamento de umaeletrobomba com saída dupla.

A presente invenção se refere a um sistema eletromecânicopara o direcionamento seiecionável para o fluxo de um fluido, bem como a umaeletrobomba com saída dupla.

Mais em particular, a presente invenção se refere a umsistema eletromecânico apto a direcionar seletivamente, um fluxo de um fluido, entre umpar de alternativas de saída, em função do sentido de rotação de uma bomba elétricapertencente ao sistema.

A despeito da presente invenção ser descrita em relação auma forma específica de realização, em particular destinada ao uso em uma máquina delavar roupas, deve ficar claro que a presente invenção poderá ser empregada em variasoutras aplicações as quais necessitem selecionar a saída de um fluxo de acordo com umcomando externo.

Neste sentido, e com fulcro especificamente na forma derealização ilustrativa da invenção, é sabido que as modernas máquinas de lavar roupasão sistemas cada vez mais complexos, e que realizam as mais diversas funções delavagem em função do tipo de roupa a ser tratada e/ou das condições locais, tais comotemperatura da água, etc. Para tanto, alguns dentre estes equipamentos contam comdispositivos internos que, por exemplo, ora enviam um fluxo de água para umdeterminado local, ora para outro, tal como por exemplo, para um filtro de partículas,para a saída de água, etc.

Não é incomum que estes equipamentos apresentem umadisposição para a sua tubulação interna na qual um fluxo de água pode ser enviado paraum ou outro local, conforme comandado pelo dispositivo de controle de funcionamentoda maquina de lavar. Atualmente, a solução apresentada pelo estado da arte para esteproblema prevê a disposição de uma bifurcação de água, ou de saídas independentes, ea instalação de um par de bombas elétricas, uma em cada ramal de saída da bifurcaçãoou em cada saída independente. Assim, quando se deseja enviar a água para um dadoramal da rede interna, o dispositivo de controle aciona a bomba correspondente.

Não obstante tal solução ser plenamente viável, de certonão é a mais eficiente, uma vez que obriga aos fabricantes encarecer o produto, tantocom a duplicação desnecessária das bombas elétricas, quanto incrementando o tempode montagem das máquinas. Ainda mais, o incremento no número de dispositivosinternos à máquina aumenta a possibilidade de quebra de um destes, bem como reduz oespaço interno disponível aos outros sistemas/dispositivos.

Desta feita, o com o objetivo de superar os inconvenientesdo estado da arte, é ora proposto um sistema e uma respectiva eletrobomba, aptos arealizar a seleção para a saída de um fluxo de um determinado fluido, a partir de umaúnica entrada, entre duas saídas possíveis e externamente selecionáveis.

Dentro deste escopo, constitui um objeto da presenteinvenção um sistema eletromecânico para o direcionamento selecionável para o fluxo deum fluido, compreendendo: uma eletrobomba com saída dupla, compreendendo umcorpo oco, dotado de uma primeira superfície apresentando uma entrada, e definindouma cavidade interna juntamente com uma superfície perpendicular, e uma segundaárea, oposta a primeira superfície, destinada a ser fechada por uma flange, a dita flangesustentando, de um lado, uma hélice e de outro um motor de acionamento da dita héliceatravés de um respectivo eixo motor que transpassa, de forma hermética, a dita flange;sendo que, a dita superfície perpendicular apresenta duas saídas, cujos respectivoseixos longitudinais definem, entre eles, um ângulo a, sendo que, na área interna docorpo, e entre as aberturas das saídas, é disposta uma tampa móvel, articulada atravésdo seu eixo, a dita tampa móvel ainda compreendendo um par de abas que se projetama partir do dito eixo, defasadas entre elas em um ângulo β, superiormente dotadas derespectivas vedações destinadas a obstruir alternativamente as saídas, e internamentecompreende uma sede, rigidamente fixada em relação às ditas abas, a qual recebe umimã; um par de sensores, dispostos externamente ao corpo, e em correspondência dasposições de deflexão máxima do imã, aptos a detectar a presença do imã dentro da suaregião de detecção; e um dispositivo de controle apto a: receber as solicitações debombeamento do fluido, alimentado através da entrada da eletrobomba e contido nointerior do corpo da eletrobomba, através de uma determinada saída dentre as saídas;determinar um sentido de rotação para a eletrobomba em função da saída determinadadentre as saídas; enviar um comando de acionamento para a eletrobomba; detectar, deforma indireta, o sentido de rotação do motor, através dos sensores; e caso o sentido derotação do motor esteja correto, manter a alimentação do motor; ou caso o sentido derotação do motor esteja incorreto, interromper a alimentação do motor, por um períodode tempo determinado e até que o dito motor cesse a sua rotação, acionando-senovamente o motor (etapa a).

Além disto, constitui também um objeto da presenteinvenção uma eletrobomba com saída dupla, compreendendo um corpo oco, dotado deuma primeira superfície apresentando uma entrada, e definindo uma cavidade internajuntamente com uma superfície perpendicular, e uma segunda área, oposta a primeirasuperfície, destinada a ser fechada por uma flange, a dita flange sustentando, de umlado, uma hélice e de outro um motor de acionamento da dita hélice através de umrespectivo eixo motor que transpassa, de forma hermética, a dita flange, na qual a ditasuperfície perpendicular apresenta duas saídas, cujos respectivos eixos longitudinaisdefinem, entre eles, um ângulo a, sendo que, na área interna do corpo, e entre asaberturas das saídas, é disposta uma tampa móvel, articulada através do seu eixo, a ditatampa móvel ainda compreendendo um par de abas que se projetam a partir do dito eixo,defasadas entre elas em um ângulo β, superiormente dotadas de respectivas vedaçõesdestinadas a obstruir alternativamente as saídas, e internamente compreende uma sede,rigidamente fixada em relação às ditas abas, a qual recebe um imã, e sendo que,externamente ao corpo, e em correspondência das posições de deflexão máxima do imã,são previstos dois sensores, aptos a detectar a presença do imã dentro da sua região dedetecção.

Por fim, a presente invenção ainda compreende um métodopara o acionamento de uma eletrobomba, compreendendo as etapas de:

a) acionar um motor síncrono de uma eletrobomba dotada de duas saídas;

b) detectar, de forma indireta, o sentido de rotação realizado pelo motor; e

c1) manter a alimentação do motor caso o sentido de rotação, detectado de formaindireta, esteja correto; ou

c2) interromper a alimentação do motor, por um período de tempo determinado e atéque o dito motor cesse a sua rotação, acionando-se novamente o motor (etapa a).

A presente invenção poderá ser melhor compreendida apartir da descrição detalhada de uma forma preferencial de realização da mesma, trazidaa título meramente ilustrativo e não Iimitativo da invenção, a qual é feita em conjunto comas figuras em anexo, nas quais:

A figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma eletrobomba, de acordo coma presente invenção;

A figura 2 é uma vista em elevação frontal da bomba da figura 1 parcialmentemontada; e

- As figuras 3A, 3B e 3C são ilustrações esquemáticas do funcionamento daeletrobomba da invenção, respectivamente com a hélice parada, e com a hélicegirando no sentido horário e no sentido anti-horário.

De conformidade com as figuras supra descritas, com 1 égenericamente indicada uma eletrobomba destinada a fazer fluir um fluxo de um fluidoem um determinado duto, selecionável entre duas alternativas possíveis. Em particular, esem perda do caráter genérico da descrição, a eletrobomba da invenção é descrita parauma sua aplicação em uma máquina de lavar roupas.

Mais especificamente, a bomba 1 compreende um corpo 2,oco, a partir do qual são integralmente formadas, em uma primeira superfície, umaentrada 4 para a água, bem como duas saídas 3E e 3D para a água bombeada dispostasem uma superfície perpendicular em relação à primeira superfície, sendo que,preferencialmente, o eixo longitudinal da entrada 4 é perpendicular ao plano delimitadopelos eixos longitudinais das duas saídas 3E e 3D. Além disto, a disposição das saídas3E e 3D é tal que, entre estas, é formado um ângulo a.

O corpo 2 ainda compreende uma segunda área totalmenteaberta, oposta à primeira superfície, e destinada ao acoplamento do motor elétrico 5 e dasua respectiva flange de fixação 6. O dito corpo 2 ainda compreende uma respectivasede 7 para o encaixe de uma placa de sensores 8, placa esta composta por um par desensores 8E, 8D defasados em ângulo e de um conector, destinado a transmitir os sinaisgerados pelos ditos sensores 8E, 8D para um dispositivo de controle (não ilustrado) edestinado a comandar as operações da máquina. Os sensores 8E e 8D podem serqualquer tipo de sensor, ou circuito sensor, apto a detectar a presença do imã 12 dentrodos seus respectivos campos de detecção; contudo, e de forma preferencial, os sensores8E e 8D são sensores de tipo por "efeito hall" ou "reed switch".

No interior do dito corpo 2 é ainda prevista uma tampamóvel 9, a qual é basicamente composta por um eixo 10, sustentado e articulado emrespectivos orifícios dispostos no corpo 2 e na flange 6, de modo que todo o seu conjuntopossa bascular ou defletir tanto para a esquerda quanto para a direita, conforme ascondições de funcionamento descritas mais adiante.

A tampa móvel 9 ainda compreende duas abas de vedação13E, 13D, as quais se projetam a partir do dito eixo 10, e que formam, entre elas, umsegundo ângulo β. Em particular, o dito ângulo β é menor que o ângulo α formado entreos eixos longitudinais das saídas 3E e 3D, a fim de que a tampa móvel 9 somente possaobstruir as saídas 3E e 3D de forma alternada. Os valores para os respectivos ângulos αe β são uma função da própria eletrobomba 1, e em particular das vazões de entrada esaída previstas para a dita eletrobomba 1.

Na parte superior de cada uma das abas 13E, 13D éprevista uma respectiva vedação 14, cujo diâmetro é compatível com o diâmetro de cadauma das saídas 3E e 3D do corpo 2. Além disto, as abas 13E, 13D estão interligadas, apartir de uma porção intermediária destas, por projeções em cujo vértice é definida umasede 11 para um imã 12. Como resultado da fixação da sede 11a partir das abas 13E,13D, o dito imã 12 é mantido fixo em relação a qualquer das abas 13E, 13D.

Por fim, e como dito, a superfície aberta do corpo 2 éfechada por uma flange 6, a qual sustenta um motor 5 síncrono. Dita flange 6 apresentauma conformação apta a encaixar na borda projetante do corpo 2, intermediada por umcorpo de vedação 16, de modo a que se obtenha um fechamento estanque, impedindoque a água contida no interior da bomba 1 possa vazar. A flange 6 ainda apresenta umasérie de furos 18 internamente dotados de roscas, os quais recebem parafusos defixação 19 dispostos no corpo 2.

Na porção frontal da flange 6 projeta-se uma hélice 17, cujoeixo de rotação é coincidente com o eixo longitudinal de desenvolvimento da saída 4 docorpo 2. O dito eixo da hélice 17 transpassa a flange 6, de forma estanque e conhecida,terminando, também de forma conhecida na arte, no motor 5 síncrono.

Em funcionamento, o dispositivo de controle (não ilustrado),e em geral um dispositivo eletrônico que comanda as funções da máquina, comanda oenvio de uma certa quantidade de água através, por exemplo, da saída 3D daeletrobomba 1.

Assim, e supondo que a eletrobomba 1 esteja instalada deforma perfeitamente horizontal (condição esta que não influencia no funcionamento daeletrobomba 1), a tampa móvel 9 pende em uma posição intermediária, ou seja, nãototalmente defletida para qualquer dos lados. Conforme o motor 5 inicia seu movimento,a hélice 17 passa a realizar sua rotação no sentido anti-horário (tal como ilustrado nafigura 3B). Assim, o fluxo de água, admitido pela entrada 4 (perpendicular ao plano dafigura) é forçando a girar, dentro do corpo 2, no mesmo sentido da hélice 17, colidindocom a tampa móvel 9 e fazendo com que esta se desloque para a esquerda.

A movimentação da tampa móvel 9 para a esquerda faz com que o conjunto aba/vedação13E/14 obstrua a saída 3E do corpo 2 (impedindo que a água flua por esta saída) aomesmo tempo em que libera a saída 3D do corpo 2, permitindo que a água, impulsionadapela hélice 17, flua através da saída 3D.

O mesmo princípio de funcionamento vale para o comandodo dispositivo de controle para uma vazão da água através da saída 3E, sendo que,neste caso, o acionamento do motor 5 deve ser tal a ponto de realizar uma rotação nosentido horário da hélice 17, assim impulsionando a tampa móvel 9 para direita, vedandoa saída 3D e abrindo a saída 3E.

A fim de que o motor 5 gire em um dado sentido de rotação,e como uma característica principal da presente invenção, não se utiliza um motor cujosentido de rotação, na partida, possa ser selecionado. Em particular, existem no mercadomotores cuja construção permite selecionar o sentido de rotação a partir da inércia, talcomo, por exemplo, nos motores de passo e nos motores tipo "brushless" ou semescova. Em função desta, e de outras, funcionalidades para estes tipos de motores, oseu custo é exorbitante.

Por outro lado, são conhecidos os motores síncronos, decusto substancialmente menor, mas que não permitem o ajuste no sentido de rotação.

Este tipo de motor é amplamente empregado em bombas de palheta convencionais (comapenas uma saída), uma vez que o sentido de rotação da água, no interior do corpo dabomba, não altera ou influencia a sua funcionalidade. Por outro lado, os motoressíncronos não apresentam um sentido preferencial de rotação e, na prática, aprobabilidade do motor iniciar a sua rotação, em qualquer dos sentidos, é de 50%.Assim, e para possibilitar que o sistema da presenteinvenção possa controlar o sentido de rotação do motor síncrono 5, os sensores 8E, 8Destão aptos a detectar a presença do imã 12, e portanto da posição defletida da tampamóvel 9. Como a deflexão da tampa móvel 9 é uma função do sentido de rotação domotor 5 (indiretamente via sentido de rotação da água, sentido de rotação da hélice 17 einversão ou não no sentido de rotação), a detecção do imã 12 pelo sensor 8E indicasempre uma rotação do motor no sentido anti-horário, enquanto que a detecção do imã12 pelo sensor 8D indica sempre a rotação do motor 5 no sentido horário.

Como resultado, quando o dispositivo de controle é instadoa liberar um dado volume de água através da saída 3D (situação ilustrada na figura 3B),este aciona o motor síncrono 5 o qual tem uma probabilidade igual de iniciar a suarotação em qualquer dos sentidos. Assim, caso esta rotação do motor seja no sentidocorreto (rotação da hélice 17 no sentido anti-horário), o sensor 8E irá detectar a presençado imã 12, e portanto que a tampa móvel 9 se encontra na posição correta, ou seja, deabertura da saída 3D e fechamento da saída 3E - neste caso, o dispositivo de controlemantém a alimentação do motor 5 por tanto tempo quanto necessário.

Caso contrário, ou seja, se o motor 5 iniciar o seumovimento de rotação no sentido indevido (neste caso, girando a hélice 17 em sentidohorário), o sensor 8D irá detectar a presença do imã 12 dentro do seu campo dedetecção, informando tal situação ao dispositivo de controle, o qual, por sua vez iráinterpretar tal sinal emitido pelo sensor 8D como indicativo de uma rotação errônea domotor 5. Neste caso, o dispositivo de controle interrompe a alimentação do motor 5fazendo com que este cesse a sua rotação. Como o motor 5 parado, ou seja, após umdado tempo sem alimentação, o dispositivo de controle aciona novamente o motor 5, quenovamente passa a ter 50% de probabilidade de iniciar a sua rotação no sentido correto(demandado pelo dispositivo de controle). Em síntese, esta rotina de acionamento podeser repetida tantas vezes quanto necessária até que o motor 5 gira no sentido requeridopela máquina de lavar.

Por fim, a presente invenção ainda compreende um métodopara o acionamento de uma eletrobomba 1, o qual compreende as etapas de:

a) acionar um motor síncrono 5 de uma eletrobomba 1 dotada de duas saídas 3E, 3D;

b) detectar, de forma indireta, o sentido de rotação realizado pelo motor 5; e

c1) manter a alimentação do motor 5 caso o sentido de rotação, detectado de forma indireta, esteja correto; ouc2) interromper a alimentação do motor 5, por um período de tempo determinado e atéque o motor 5 cesse a sua rotação, acionando-se novamente o motor 5 (etapa a).

Em particular, a etapa b) relativa a detectar, de formaindireta, o sentido de o sentido de rotação realizado pelo motor 5, compreende detectar aposição de um imã 12, fixamente acoplado na tampa móvel 9, através de respectivossensores 8E, 8D. Preferencialmente, os sensores 8E e 8D são sensores de efeito hall ou"reed switch".

Claims (10)

1. Eletrobomba (1) com saída dupla, compreendendo umcorpo (2) oco, dotado de uma primeira superfície apresentando uma entrada (4), edefinindo uma cavidade interna juntamente com uma superfície perpendicular, e umasegunda área, oposta a primeira superfície, destinada a ser fechada por uma flange (6),a dita flange (6) sustentando, de um lado, uma hélice (17) e de outro um motor (5) deacionamento da dita hélice (17) através de um respectivo eixo motor que transpassa, deforma hermética, a dita flange (6), caracterizada pelo fato de que a dita superfícieperpendicular apresenta duas saídas (3E, 3D), cujos respectivos eixos longitudinaisdefinem, entre eles, um ângulo (a), sendo que, na área interna do corpo (2), e entre asaberturas das saídas (3E, 3D), é disposta uma tampa móvel (9), articulada através doseu eixo (10), a dita tampa móvel (9) ainda compreendendo um par de abas (13E, 13D)que se projetam a partir do dito eixo (10), defasadas entre elas em um ângulo (β),superiormente dotadas de respectivas vedações (14) destinadas a obstruiralternativamente as saídas (3E, 3D), e internamente compreende uma sede (11),rigidamente fixada em relação às ditas abas (13E, 13D), a qual recebe um imã (12), esendo que, externamente ao corpo (2), e em correspondência das posições de deflexãomáxima do imã (12), são previstos dois sensores (8E, 8D), aptos a detectar a presençado imã (12) dentro da sua região de detecção.

2. Eletrobomba (1), de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o ângulo (β) formado entre as abas (13E, 13D) da tampamóvel (9) é menor que o ângulo (a) formado entre os eixos longitudinais de cada umadas saídas (3E, 3D) do corpo (2).

3. Eletrobomba (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizada pelo fato de que o motor (5) é um motor síncrono.

4. Sistema eletromecânico para o direcionamentoselecionável para o fluxo de um fluido, compreendendo:uma eletrobomba (1) com saída dupla, compreendendo um corpo (2) oco, dotado deuma primeira superfície apresentando uma entrada (4), e definindo uma cavidadeinterna juntamente com uma superfície perpendicular, e uma segunda área, oposta aprimeira superfície, destinada a ser fechada por uma flange (6), a dita flange (6)sustentando, de um lado, uma hélice (17) e de outro um motor (5) de acionamento dadita hélice (17) através de um respectivo eixo motor que transpassa, de formahermética, a dita flange (6),caracterizado pelo fato de ainda compreender:na eletrobomba (1), na qual a dita superfície perpendicular apresenta duas saídas(3E, 3D), cujos respectivos eixos longitudinais definem, entre eles, um ângulo (a),sendo que, na área interna do corpo (2), e entre as aberturas das saídas (3E, 3D), édisposta uma tampa móvel (9), articulada através do seu eixo (10), a dita tampamóvel (9) ainda compreendendo um par de abas (13E, 13D) que se projetam a partirdo dito eixo (10), defasadas entre elas em um ângulo (β), superiormente dotadas derespectivas vedações (14) destinadas a obstruir alternativamente as saídas (3E, 3D),e internamente compreende uma sede (11), rigidamente fixada em relação às ditasabas (13E, 13D), a qual recebe um imã (12);- um par de sensores (8E, 8D), dispostos externamente ao corpo (2), e emcorrespondência das posições de deflexão máxima do imã (12), aptos a detectar apresença do imã (12) dentro da sua região de detecção; eum dispositivo de controle apto a:o receber as solicitações de bombeamento do fluido, alimentado através daentrada (4) da eletrobomba (1) e contido no interior do corpo (2) daeletrobomba (1), através de uma determinada saída dentre as saídas (3E, 3D);o determinar um sentido de rotação para a eletrobomba (1) em função dasaída determinada dentre as saídas (3E, 3D);o enviar um comando de acionamento para a eletrobomba (1);o detectar, de forma indireta, o sentido de rotação do motor (5), através dossensores (8E, 8D); eo caso o sentido de rotação do motor (5) esteja correto, manter aalimentação do motor (5); ouo caso o sentido de rotação do motor (5) esteja incorreto, interromper aalimentação do motor (5), por um período de tempo determinado e até queo dito motor (5) cesse a sua rotação, acionando-se novamente o motor(5).

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o ângulo (β) formado entre as abas (13E, 13D) da tampa móvel (9) émenor que o ângulo (a) formado entre os eixos longitudinais de cada uma das saídas(3E, 3D) do corpo (2).

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 4 ou 5,caracterizado pelo fato de que o motor (5) é um motor síncrono.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o os sensores (8E, 8D), dispostos externamente ao corpo (2) daeletrobomba (1), são preferencialmente sensores de efeito hall.

8. Método para o acionamento de uma eletrobomba (1),caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:a) acionar um motor síncrono (5) de uma eletrobomba (1) dotada de duas saídas (3E, 3D);b) detectar, de forma indireta, o sentido de rotação realizado pelo motor (5); ec1) manter a alimentação do motor (5) caso o sentido de rotação, detectado de formaindireta, esteja correto; ouc2) interromper a alimentação do motor (5), por um período de tempo determinado e atéque o dito motor (5) cesse a sua rotação, acionando-se novamente o motor (5)(etapa a).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que a etapa b) relativa a detectar, de forma indireta, o sentido de o sentidode rotação realizado pelo motor (5), compreende detectar a posição de um imã (12),fixamente acoplado na tampa móvel (9), através de respectivos sensores (8E, 8D).

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que os sensores (8E) e (8D) são sensores ou de "efeito hall" ou "reedswitch".