ES2887260T3

ES2887260T3 - Bomba de solenoide

Info

Publication number: ES2887260T3
Application number: ES20153884T
Authority: ES
Inventors: Brett Landacre; Matthew Neff; Jeffrey Simmonds
Original assignee: MAC Valves Inc
Current assignee: MAC Valves Inc
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2040-01-27
Also published as: TW202041806A; BR102020001909A2; CA3069354A1; PT3690245T; CN111486073A; HRP20211394T1; AU2020200553A1; NZ761142A; MX2020001120A; PL3690245T3; US11028837B2; CN111486073B; HUE055801T2; JP2020128744A; US20200240540A1; EP3690245A1; DK3690245T3; ZA202000524B; BR102020001909B1; BR102020001909B8

Abstract

Una bomba de solenoide (20), que comprende: un solenoide (22), que tiene una bobina (54) y una pieza de polos (56) situados dentro de un cuerpo de solenoide (26); una base (24), que incluye una lumbrera de entrada (30) y una lumbrera de salida (32), la base (24) unida al cuerpo de solenoide (26) de tal manera que la base (24) y el cuerpo de solenoide (26) cooperan para definir una cámara interna (27); un cuerpo de retenedor (114), dispuesto dentro de la cámara interna (27) y que incluye una cavidad (117) de armadura; una armadura (62), dispuesta de manera deslizante dentro de la bobina (54) del solenoide (22) y la cavidad (117) de armadura para su movimiento a lo largo de un eje longitudinal (28), entre una posición activada energéticamente y una posición desactivada energéticamente; un diafragma (120) montado dentro de la cavidad (117) de armadura que está unido a la armadura (62) de tal manera que el diafragma (120) se desvía desde una primera posición a una segunda posición en respuesta al movimiento de la armadura (62) a lo largo del eje longitudinal (28) desde la posición desactivada energéticamente a la posición activada energéticamente; una válvula de retención de entrada (125), colocada dentro de la cámara interna (27) y dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de entrada (30), que permite el flujo de fluido tan solo en una primera dirección tal, que este se mueve desde la lumbrera de entrada (30) hacia el diafragma (120); una válvula de retención de salida (126), colocada dentro la cámara interna (27) y dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de salida (32), que permite el flujo de fluido tan solo en una segunda dirección tal, que este se mueve desde el diafragma (120) hacia la lumbrera de salida (32); un camino de flujo de fluido (131) que se extiende a través del cuerpo de retenedor (114) desde la válvula de retención de entrada (125) al diafragma (120) y desde el diafragma (120) a la válvula de retención de salida (126), que transporta el fluido desde la válvula de retención de entrada (125) hasta la válvula de retención de salida (126) cuando el diafragma (120) oscila entre la primera y la segunda posiciones; y un manguito (144) de soporte del diafragma, situado dentro de la cavidad (117) de armadura, que contacta a tope con, y soporta, al menos parte del diafragma (120), en donde al menos parte de la armadura (62) es recibida dentro del manguito (144) de soporte de diafragma.

Description

DESCRIPCIÓN

Bomba de solenoide

Campo

La presente divulgación se refiere a bombas accionadas por solenoide y, más particularmente, a una bomba accionada por solenoide que contiene un diafragma que funciona como una bomba de fluido.

Antecedentes

Esta sección proporciona información de antecedentes relacionada con la presente divulgación, que no es necesariamente una técnica anterior.

Las válvulas accionadas por solenoide, tales como las válvulas de asiento, pueden ser utilizadas para controlar el flujo de un fluido, tal como aire presurizado, a través de un colector. Dichos colectores pueden ser parte de equipos tales como clasificadores, máquinas de envasado, procesadores de alimentos y equipos similares que son impulsados por el fluido presurizado. Dichas válvulas accionadas por solenoide pueden funcionar durante millones de ciclos. Para retener la válvula accionada por solenoide en una posición cerrada cuando se deja de aportar energía al solenoide, se utilizan elementos de carga tales como resortes. También se conoce, por ejemplo, por la Patente de los Estados Unidos N° 4.598.736, de Chorkey, que es posible equilibrar la presión de fluido dentro de la válvula para reducir la fuerza del solenoide requerida para mover un miembro de válvula entre las posiciones cerrada y abierta.

El miembro de válvula está dispuesto de forma deslizante dentro de una base. En la posición cerrada, un miembro de válvula se mantiene generalmente en contacto con un asiento de válvula de la base por medio del miembro de empuje. En la posición abierta, el solenoide generalmente aleja el elemento de válvula del asiento de válvula formando un espacio libre entre ellos. Como se divulga en la Patente de los Estados Unidos N° 3.985.333, de Paulsen, se puede utilizar un diafragma en forma de fuelle para proporcionar un cierre hermético entre la base y el solenoide. tales diafragmas evitan que los contaminantes se abran paso hacia el solenoide, al tiempo que permiten el movimiento longitudinal del miembro de válvula.

La base está diseñada para ser recibida en un taladro practicado en el colector. El colector incluye generalmente múltiples pasos que están dispuestos en comunicación de fluido con el taladro del colector. En funcionamiento, la válvula accionada por solenoide controla el flujo de fluido entre estos múltiples conductos. Se proporcionan, por lo común, juntas tóricas en el exterior de la base para formar un cierre hermético con la base dentro del taladro del colector. Por lo tanto, tales válvulas están diseñadas para controlar el flujo de un fluido presurizado y no están configuradas para actuar como una bomba (es decir, las válvulas convencionales accionadas por solenoide no producen ningún cabezal de bomba durante su funcionamiento).

Las bombas de solenoide, por otro lado, incluyen un miembro de válvula accionado por solenoide y un diafragma asegurado al mismo, que se flexiona y se relaja a medida que el miembro de válvula se desliza entre dos posiciones, el cual bombea fluido presurizado a través de la base. Por ejemplo, la Publicación de Patente de los Estados Unidos N° 2009/0169402, de Stenberg, describe una bomba de solenoide que incluye una válvula de solenoide formada por un electroimán hueco y un eje, y una membrana asegurada al eje. A medida que el eje se mueve alternativamente, o en movimiento de vaivén, a lo largo de un eje longitudinal de la bomba de solenoide, la membrana bombea fluido presurizado desde un paso de entrada que se extiende a través de un hastial, hasta un paso de salida que se extiende a través del hastial.

Compendio

Esta sección proporciona un compendio general de la divulgación y no es una divulgación exhaustiva de su alcance total ni de todas sus características.

La divulgación objeto proporciona una bomba de solenoide que incluye un solenoide y una base. El solenoide incluye una bobina y una pieza de polos que se colocan dentro de un cuerpo de solenoide. La base incluye una lumbrera de entrada y una lumbrera de salida. La base está unida al cuerpo de solenoide de manera que la base y el cuerpo de solenoide cooperan para definir una cámara interna dentro de la bomba de solenoide. Un cuerpo de retenedor se coloca dentro de la cámara interna. El cuerpo de retenedor incluye una cavidad de armadura. Una armadura está dispuesta dentro de la bobina del solenoide y la cavidad de armadura, en un ajuste deslizante. Por consiguiente, la armadura puede deslizarse con respecto a la bobina y al cuerpo de retenedor a lo largo de un eje longitudinal, entre una posición activada energéticamente y una posición desactivada energéticamente. Un miembro de carga, que actúa para empujar en dirección normal la armadura hacia la posición desactivada energéticamente, se encuentra situado en la cavidad de armadura. Un diafragma, montado en la cavidad de armadura, está unido a la armadura de tal manera que el diafragma se desvía desde una primera posición a una segunda posición en respuesta al movimiento de la armadura a lo largo del eje longitudinal, desde la posición desactivada energéticamente hasta la posición activada energéticamente.

La bomba de solenoide incluye una válvula de retención de entrada y una válvula de retención de salida, ambas colocadas en la cámara interna. La válvula de retención de entrada está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de entrada y permite el flujo de fluido solo en una primera dirección, de manera que este se mueva desde la lumbrera de entrada hacia el diafragma. La válvula de retención de salida está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de salida y permite el flujo de fluido tan solo en una segunda dirección, de manera que este se mueva desde el diafragma hacia la lumbrera de salida. Se define un camino de flujo de fluido dentro de la bomba de solenoide, que se extiende a través del cuerpo de retenedor desde la válvula de retención de entrada hasta el diafragma, y desde el diafragma hasta la válvula de retención de salida. El camino de flujo de fluido transporta fluido desde la válvula de retención de entrada hasta la válvula de retención de salida a medida que el diafragma oscila entre la primera y la segunda posiciones. Esta oscilación del diafragma, en combinación con las válvulas de retención de entrada y de salida, bombea fluido desde la lumbrera de entrada de la bomba de solenoide hasta la lumbrera de salida de la bomba de solenoide.

De acuerdo con otros aspectos de la presente divulgación, el camino de flujo de fluido se define, además, por pasos de entrada y salida de retenedor y un volumen de bombeo dentro de la cámara interna adyacente al diafragma. El paso de entrada de retenedor se extiende a través del cuerpo de retenedor desde la válvula de retención de entrada hasta el diafragma. El paso de salida de retenedor se extiende a través del cuerpo de retenedor desde el diafragma hasta la válvula de retención de salida. El volumen de bombeo se sitúa entre el cuerpo de retenedor y el diafragma cuando el diafragma se desvía a la segunda posición en respuesta al movimiento de la armadura a la posición activada energéticamente. El volumen de bombeo está dispuesto en comunicación de fluido con los pasos de entrada y de salida de retenedor cuando el diafragma está en la segunda posición. El volumen de bombeo aumenta de tamaño cuando el diafragma se mueve de la primera posición a la segunda posición, lo que arrastra fluido al interior a través de la válvula de retención de entrada. El volumen de bombeo disminuye de tamaño cuando el diafragma se mueve de la segunda posición a la primera posición, lo que empuja fluido hacia fuera a través de la válvula de retención de salida. La bomba de solenoide puede incluir, además, una cavidad de válvula de retención de entrada y una cavidad de válvula de retención de salida, ambas situadas dentro de la cámara interna. La cavidad de la válvula de retención de entrada está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de entrada y el paso de entrada de retenedor, y la válvula de retención de entrada es recibida dentro de la cavidad de válvula de retención de entrada. La cavidad de la válvula de retención de salida está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de salida y el paso de salida de retenedor, y la válvula de retención de salida es recibida dentro de la cavidad de válvula de retención de salida.

Otras áreas de aplicabilidad resultarán evidentes a partir de la descripción proporcionada en esta memoria. La descripción y los ejemplos específicos de este sumario están destinados únicamente a fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la presente divulgación.

Dibujos

Los dibujos que se describen en la presente memoria son solo para fines ilustrativos de realizaciones seleccionadas y no de todas las implementaciones posibles, y no pretenden limitar el alcance de la presente invención, y en ellos:

La Figura 1 es una vista en perspectiva desde un lado de una bomba de solenoide proporcionada a modo de ejemplo, construida de acuerdo con la presente divulgación;

La Figura 2 es una vista lateral en sección transversal de la bomba de solenoide proporcionada a modo de ejemplo e ilustrada en la Figura 1, en la que la armadura de la bomba de solenoide proporcionada a modo de ejemplo se muestra en una posición desactivada energéticamente;

La Figura 3 es otra vista lateral en sección transversal de la bomba de solenoide proporcionada a modo de ejemplo e ilustrada en la Figura 1, en la que la armadura de la bomba de solenoide proporcionada a modo de ejemplo se ha mostrado en una posición activada energéticamente; y

La Figura 4 es una vista en perspectiva y despiezada de la bomba de solenoide proporcionada a modo de ejemplo e ilustrada en la Figura 1.

Los números de referencia correspondientes indican partes correspondientes en las diversas vistas de los dibujos.

Descripción detallada

A continuación, se describirán de forma más exhaustiva realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos. Estas realizaciones de ejemplo se proporcionan con el fin de que esta divulgación sea completa y transmita completamente el alcance a los expertos en la técnica. Se exponen numerosos detalles específicos, tales como ejemplos de componentes, dispositivos y métodos específicos, a fin de proporcionar una comprensión completa de las realizaciones de la presente divulgación. Resultará evidente para los expertos de la técnica que no es necesario emplear detalles específicos, que las realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo se pueden llevar a la práctica de muchas formas diferentes y que ninguna de ellas debe interpretarse como una limitación del alcance de la divulgación. En algunas realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo, no se describen en detalle procedimientos bien conocidos, estructuras de dispositivos bien conocidas y tecnologías bien conocidas.

La terminología utilizada en la presente memoria tiene únicamente el propósito de describir ejemplos de realización particulares y no pretende ser limitativa. Tal como se usan en el presente documento, las formas singulares "un", "una" y "el" o “ella” pueden estar destinadas a incluir las formas plurales también, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Los términos y expresiones "comprende", "que comprende", "que incluye" y "que tiene" son inclusivos y, por lo tanto, especifican la presencia de las características, partes integrantes, etapas, operaciones, elementos y/o componentes mencionados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, partes integrantes, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos. Las etapas, procedimientos y operaciones del método descritos en esta memoria no deben interpretarse de manera que requieran necesariamente su ejecución en el orden particular expuesto o ilustrado, a menos que se identifique específicamente como un orden de ejecución. También debe entenderse que se pueden emplear etapas adicionales o alternativas.

Cuando se dice que un elemento o capa está "en", "asociado a", "unido a" o "acoplado a" otro elemento o capa, puede estar directamente sobre, asociado, unido o acoplado al otro elemento o capa, o bien pueden estar presentes elementos o capas intermedios. Por el contrario, cuando se hace referencia a un elemento como "directamente sobre", "directamente asociado a", "directamente unido a" o "directamente acoplado a" otro elemento o capa, puede que no haya elementos o capas intermedios presentes. Otras palabras utilizadas para describir la relación entre elementos deben interpretarse de manera similar (por ejemplo, "entre" frente a "directamente entre", "adyacente" frente a "directamente adyacente", etc.). Tal como se usa en este documento, la expresión "y/o" incluye todas y cada una de las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.

Aunque pueden utilizarse en esta memoria los términos “primero”, “segundo”, “tercero”, etc. para describir varios elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones no deberán estar limitados por estos términos. Estos términos solo pueden usarse para distinguir un elemento, componente, región, capa o sección de otra región, capa o sección. Términos tales como "primero", "segundo" y otros términos numéricos, cuando se usan en esta memoria, no implican una secuencia u orden a menos que se indique claramente por el contexto. Por tanto, un primer elemento, componente, región, capa o sección que se expone después puede denominarse segundo elemento, componente, región, capa o sección sin apartarse de las enseñanzas de las realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo.

Términos espaciales relativos, como "interior", "exterior", "por debajo", "debajo", "inferior", "arriba", "superior" y términos similares, se pueden utilizar en esta memoria para facilitar la descripción a la hora de describir un elemento o la relación de la característica con otro(s) elemento(s) o característica(s) según se ilustran en las figuras. Puede ser la intención que los términos espaciales relativos abarquen diferentes orientaciones del dispositivo en uso o funcionamiento, además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si se da la vuelta al dispositivo de las figuras, los elementos descritos como "debajo" o "por debajo" de otros elementos o características quedarían entonces orientados "por encima" de los otros elementos o características. Por lo tanto, el término de ejemplo "abajo" puede abarcar tanto una orientación de arriba como de abajo. El dispositivo puede ser orientado de otra manera (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los términos descriptivos espacialmente relativos usados en este documento pueden interpretarse en consecuencia.

Haciendo referencia a las Figuras 1-4, se ilustra en ellas una bomba de solenoide 20 proporcionada a modo de ejemplo. La bomba de solenoide 20 incluye un solenoide 22 y una base 24. El solenoide 22 incluye un cuerpo de solenoide 26 que está unido a la base 24 de tal manera que la base 24 y el cuerpo del solenoide 26 cooperan para definir una cámara interna 27. El cuerpo de solenoide 26 se extiende coaxialmente a lo largo de un eje longitudinal 28.

Debe apreciarse que los términos "longitudinal", "longitudinalmente", "axial" y "axialmente", cuando se usan en esta memoria, significan a lo largo del, o paralelamente al, eje longitudinal. 28. La base 24 incluye una lumbrera de entrada 30 y una lumbrera de salida 32, y la base 24 está unida al cuerpo de solenoide 26 por una unión roscada 38. Aunque son posibles otras disposiciones, las lumbreras de entrada y de salida, 30, 32, del ejemplo ilustrado se han proporcionado en forma de salientes tubulares que se extienden longitudinalmente y que tienen extremos en forma de barra.

El solenoide 22 incluye una bobina 54 y una pieza de polos 56 que se colocan dentro del cuerpo de solenoide 26. Una canilla 58, también dispuesta dentro del cuerpo del solenoide 26, soporta la bobina 54. Una armadura 62 está dispuesta de forma deslizante dentro del cuerpo de solenoide 26 de manera que se mueva a lo largo del eje longitudinal 28 entre una posición desactivada energéticamente (Figura 2) y una posición activada energéticamente (Figura 3). Al menos parte de la pieza de polos 56 y al menos parte de la armadura 62 se reciben de forma deslizante en la bobina 58. La pieza de polos 56 puede incluir un paso de igualación de presión 64 que se extiende a través de la pieza polos 56 a lo largo del eje longitudinal 28. La pieza de polos 56 también puede incluir un extremo roscado 66 que se acopla con los hilos internos 68 del cuerpo de solenoide 26. En consecuencia, la posición axial de la pieza de polos 56 es ajustable haciendo rotar la pieza de polos 56 alrededor del eje longitudinal 28 con respecto al solenoide 22. Si bien son posibles otros materiales, la pieza de polos 56 y la armadura 62 pueden, ambos, estar hechos de acero magnético de la serie 400.

La pieza de polos 56 está dispuesta dentro de un manguito 70 de pieza de polos. El manguito 70 de pieza de polos incluye una pared 72 de manguito de pieza de polos y una brida 74 de manguito de pieza de polos. La pared 72 de manguito de pieza de polos se coloca radialmente entre la bobina 58 y al menos parte de la pieza de polos 56. La brida 74 de manguito de pieza de polos se extiende radialmente hacia afuera desde la pared 72 de manguito de pieza de polos, en dirección al cuerpo de solenoide 26. La pared 72 de manguito de pieza de polos mantiene la alineación coaxial de la pieza de polos 56 con la canilla 58, la bobina 54 y el cuerpo de solenoide 26. Una cubierta eléctrica 76 está unida de forma liberable al cuerpo de solenoide 26. La cubierta eléctrica 76 incluye uno o más contactos eléctricos 80 que están conectados eléctricamente a la bobina 54. Los contactos eléctricos 80 están configurados para encajar con un conector eléctrico (que no se muestra) que suministra electricidad a la bomba de solenoide 20.

Como se muestra en la Figura 2, cuando la armadura 62 está en la posición desactivada energéticamente, se proporciona un espacio libre 92 entre la pieza de polos 56 y la armadura 62. La armadura 62 está dispuesta de forma deslizante dentro de un casquillo 94 de armadura, situado en el cuerpo de solenoide 26. El casquillo 94 de armadura incluye un manguito 96 de casquillo y una brida 98 de casquillo. El manguito 96 de casquillo está colocado radialmente entre la canilla 58 y al menos parte de la armadura 62. La brida 98 del casquillo se extiende radialmente hacia fuera desde el manguito 96 de casquillo hacia el cuerpo de solenoide 26. El manguito 96 de casquillo mantiene la alineación coaxial de la armadura 62 con la canilla 58, la bobina 54 y el cuerpo de solenoide 26 durante el desplazamiento deslizante de la armadura 62 entre las posiciones activada y desactivada energéticamente. Aunque son posibles otras configuraciones, el manguito 96 de casquillo puede estar unido integralmente a la brida 98 de casquillo. La armadura 62 puede incluir, opcionalmente, una o más rectificaciones planas 100 para sujetar la armadura 62 durante el montaje de la bomba de solenoide 20.

Un miembro de carga 102, tal como un resorte de compresión de metal en espiral, se coloca alrededor de la armadura 62. La armadura 62 incluye un asiento 104 de miembro de carga que se extiende radialmente hacia fuera en dirección al cuerpo de solenoide 26. El miembro de carga 102 tiene un primer extremo 106 de miembro de carga, que contacta con el asiento 104 de miembro de carga de la armadura 62, y un segundo extremo 108 de miembro de carga, que contacta con la brida 98 de casquillo. El miembro de carga 102 aplica una fuerza de carga 110 a la armadura 62 que actúa de modo que carga la armadura 62 hacia la posición desactivada energéticamente (Figura 2).

Como se muestra en la Figura 3, cuando se suministra electricidad a la bobina 54, la bobina 54 crea un campo magnético que hace que la armadura 62 sea atraída magnéticamente hacia la pieza de polos 56, lo que reduce o elimina el espacio libre 92 entre la pieza de polos 56 y la armadura 62. El campo magnético imparte una fuerza magnética 112 en la armadura 62 que supera la fuerza de carga 110 del miembro de carga 102, lo que da como resultado el movimiento de la armadura 62 a la posición activada energéticamente (Figura 3). Siempre y cuando se suministre electricidad a la bobina 54, la armadura 62 se mantendrá en la posición activada energéticamente.

La bomba de solenoide 20 incluye un cuerpo de retenedor 114 que está dispuesto dentro de la cámara interna 27. El cuerpo de retenedor 114 incluye una pared de manguito 115 y una pared de extremo 116 que definen una cavidad 117 de armadura dentro del cuerpo de retenedor 114. El cuerpo de retenedor 114 también incluye unos primer y segundo miembros 118, 119 de soporte de válvula que sobresalen longitudinalmente desde la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114 hacia las lumbreras de entrada y de salida, 30, 32, existentes en la base 24.

Un diafragma 120 es recibido dentro de la cavidad 117 de armadura situada en el cuerpo de retenedor 114 y se coloca adyacente a la pared de extremo 116. El diafragma 120 está asegurado/abrazado a la armadura 62 por un sujetador roscado 121. Durante el funcionamiento de la bomba de solenoide 20, el diafragma 120 se flexiona entre una primera posición, cuando la armadura 62 está en la posición desactivada energéticamente (Figura 2), y una segunda posición, cuando la armadura 62 está en la posición activada energéticamente (Figura 3). En la primera posición, el diafragma 120 se extiende radialmente hacia dentro desde la pared de manguito 115 del cuerpo de retenedor 114 en un plano 122 de diafragma que es transversal al eje longitudinal 28. Esto significa que el diafragma 120 es sustancialmente plano cuando la armadura 62 se encuentra en la posición desactivada energéticamente (Figura 2). En la segunda posición, el diafragma 120 se desvía del plano 122 de diafragma de manera tal, que se define un volumen de bombeo 124 entre la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114 y el diafragma 120. Aunque son posibles diversas configuraciones y materiales de construcción, el diafragma 120 puede estar hecho de caucho.

La bomba de solenoide 20 incluye una válvula de retención de entrada 125 y una válvula de retención de salida 126 que están situadas, ambas, dentro de la base 24. La válvula de retención de entrada 125 está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de entrada 30 existente en la base 24, y la válvula de retención de salida 126 está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de salida 32 existente en la base 24. La válvula de retención de entrada 125 está configurada para permitir el flujo de fluido tan solo en una primera dirección 127, de manera que se mueva desde la lumbrera de entrada 30 hacia el diafragma 120. La válvula de retención de salida 126 está configurada para permitir el flujo de fluido tan solo en una segunda dirección 128, de manera que se mueva desde el diafragma 120 hacia la lumbrera de salida 32.

El cuerpo de retenedor 114 incluye un paso 129 de entrada de retenedor que se extiende a través de la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114, desde la válvula de retención de entrada 125 hasta el diafragma 120, y un paso 130 de salida de retenedor, que se extiende a través de la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114, desde el diafragma 120 hasta la válvula de retención de salida 126. El diafragma 120 cierra el paso 129 de entrada de retenedor y el paso 130 de salida de retenedor cuando el diafragma 120 está en la primera posición y la armadura 62 está en la posición desactivada energéticamente (Figura 2). Sin embargo, cuando la armadura 62 se mueve a la posición activada energéticamente, se tira del diafragma 120 separándolo de la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114 a la segunda posición, que abre el paso 129 de entrada de retenedor y el paso 130 de salida de retenedor al volumen de bombeo 124 que se crea entre la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114 y el diafragma 120. Esto crea un camino de flujo de fluido 131 que se extiende a través del paso de entrada de retenedor 129 existente en el cuerpo de retenedor 114, desde la válvula de retención de entrada 125 hasta el volumen de bombeo 124, a través del volumen de bombeo 124 situado entre la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114 y el diafragma 120, y a través del paso 130 de salida de retenedor existente en el cuerpo de retenedor 114 del volumen de bombeo 124, hasta a la válvula de retención de salida 126. el camino de flujo de fluido 131 transporta fluido desde la válvula de retención de entrada 125 hasta la válvula de retención de salida 126 conforme el diafragma 120 oscila entre las primera y la segunda posiciones (Figuras 2 y 3).

La bomba de solenoide 20 incluye una cavidad 132 de válvula de retención de entrada, situada en la cámara interna 27, que está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de entrada 30 y el paso 129 de entrada de retenedor. La bomba de solenoide 20 incluye, además, una cavidad 133 de válvula de retención de salida, también situada en la cámara interna 27, que está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de salida 32 y el paso 130 de salida de retenedor. Más específicamente, la cavidad 132 de válvula de retención de entrada está definida por, y está situada en, el primer miembro 118 de soporte de válvula existente en el cuerpo de retenedor 114. Por el contrario, la cavidad 133 de válvula de retención de salida está definida por, y está situada en, la base 24. La cavidad 132 de válvula de retención de entrada está situada en comunicación de fluido directa con la lumbrera de entrada 30 y con el paso 129 de entrada de retenedor. La cavidad 133 de válvula de retención de salida está situada en comunicación de fluido directa con la lumbrera de salida 32 y con el paso 130 de salida de retenedor La válvula de retención de entrada 125 es recibida dentro de la cavidad 132 de válvula de retención de entrada, y la válvula de retención de salida 126 es recibida dentro de la cavidad 133 de válvula de retención de salida. Las válvulas de retención de entrada y de salida, 125, 126, tienen una configuración de pico de pato que comprende dos lóbulos 134 de válvula que convergen en una rendija 135. Las válvulas de retención de entrada y salida, 125, 126, se hacen girar 90 grados una con respecto a la otra de un modo tal, que la rendija 135 de la válvula de retención de salida 126 tiene una orientación que es perpendicular con respecto a la rendija 135 de la válvula de retención de entrada 125. Una parte de la válvula de retención de salida 126 recibe el segundo miembro 119 de soporte de la válvula. Si bien son posibles otras configuraciones, en el ejemplo ilustrado las válvulas de retención de entrada y salida, 125, 126, están hechas de un material de elastómero, y los lóbulos 134 de válvula están unidos y forman parte de una construcción de válvula de una sola pieza.

Como se muestra en la Figura 2, la fuerza de carga 110 del miembro de carga 102 empuja la armadura 62 a la posición desactivada energéticamente cuando no se suministra electricidad a la bobina 54. En este estado operativo, el diafragma 120 adopta la primera posición y cierra el paso 129 de entrada del retenedor y el paso 130 de salida de retenedor. Como se muestra en la Figura 3, la fuerza de carga 110 del miembro de carga 102 es superada por la fuerza magnética 112 que actúa a través de la pieza de polos 56 cuando la bobina 54 está activada energéticamente, lo que tira de la armadura 62 a la posición activada energéticamente y del diafragma 120 a la segunda posición. Por lo tanto, la activación energética de la bobina 54 abre el camino de flujo de fluido 131 que avanza desde la válvula de retención de entrada 125 hasta la válvula de retención de salida 126, y crea, y/o aumenta el tamaño (es decir, el volumen) de, el volumen de bombeo 124 situado entre la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114 y el diafragma 120. Esto arrastra fluido al interior del volumen de bombeo 124 desde la lumbrera de entrada 30. Este flujo de toma de fluido se desplaza en la primera dirección 127 desde la lumbrera de entrada 30, a través de la válvula de retención de entrada 125, a través del paso 129 de entrada de retenedor, y al interior del volumen de bombeo 124. El tamaño (es decir, el volumen) del volumen de bombeo 124 se reduce cuando el diafragma 120 vuelve a la primera posición en respuesta al hecho de que la armadura 62 regrese a la posición desactivada energéticamente. Esto hace que el fluido salga del volumen de bombeo 124 y entre en el paso 130 de salida del retenedor. Este flujo de salida de fluido se desplaza en la segunda dirección 128 desde el volumen de bombeo 124, a través del paso 130 de salida de retenedor, a través de la válvula de retención de salida 126, y hacia la lumbrera de salida 32.

Un manguito 144 de soporte de diafragma está dispuesto dentro de la cavidad 117 de armadura y está conectado a la pared de manguito 115 del cuerpo de retenedor 114 por una conexión roscada 146. El manguito 144 de soporte de diafragma se extiende longitudinalmente, es generalmente de forma cilíndrica y está alineado coaxialmente con el eje longitudinal 28. El manguito 144 de soporte de diafragma se extiende anularmente alrededor de, y está separado de, la armadura 62 con el fin de definir una cavidad 150 de manguito en su interior. El miembro de carga 102 está situado dentro de la cavidad 150 de manguito radialmente entre la armadura 62 y el manguito 144 de soporte de diafragma. El manguito 144 de soporte de diafragma contacta a tope con, y soporta, al menos parte del diafragma 120. En otras palabras, el diafragma 120 es abrazado entre el manguito 144 de soporte de diafragma y la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114 cuando el manguito 144 de soporte de diafragma es enroscado en la pared de manguito 115 del cuerpo de retenedor 114.

Un elemento de obturación 152 se coloca entre, y contacta con, la pared del manguito 115 del cuerpo de retenedor 114 y la brida 98 de casquillo. El elemento de obturación 152 se adapta a las variaciones de tolerancia entre el cuerpo de retenedor 114 y el casquillo 94 de armadura. El diafragma 120 puede, opcionalmente, incluir un labio periférico 158. El labio periférico 158 se recibe entre el cuerpo de retenedor 114 y el manguito 144 de soporte de diafragma para asegurar el diafragma 120 dentro de la bomba de solenoide 20. En el ejemplo ilustrado, el labio periférico 158 del diafragma 120 tiene una sección transversal en forma de rampa; sin embargo, se pueden utilizar otras formas.

La base 24, el cuerpo de retenedor 114 y manguito 144 de soporte de diafragma se crean, de acuerdo con diversas realizaciones, de un material polimérico. Se utiliza un material polimérico por múltiples razones, que incluyen: para reducir el coste y el peso de la bomba de solenoide 20, para permitir que la compleja geometría de la base 24, del cuerpo de retenedor 114 y del manguito 144 de soporte de diafragma sea más fácil de fabricar usando una operación de moldeo, para reducir o eliminar la corrosión de la base 24, del cuerpo de retenedor 114 y del manguito 144 de soporte de diafragma, y para eliminar cualquier efecto del campo magnético sobre la base 24,el cuerpo de retenedor 114 y el manguito 144 de soporte de diafragma durante el funcionamiento de la bobina 54. De acuerdo con otra realización, la base 24, el cuerpo de retenedor 114 y el manguito 144 de soporte de diafragma están hechos de metal, como acero inoxidable.

La configuración de la bomba de solenoide 20 anteriormente descrita se puede ensamblar rápida y fácilmente. Por ejemplo, se puede utilizar el siguiente procedimiento de ensamblaje. En primer lugar, la válvula de retención de entrada 125 se coloca dentro de la cavidad 132 de válvula de retención de entrada existente en el cuerpo de retenedor 114, y la válvula de retención de salida 126 se coloca dentro de la cavidad 133 de válvula de retención de salida. El cuerpo de retenedor 114 es insertado, a continuación, en la cámara interna 27 de la base 24. El diafragma 120 se monta en la armadura 62 utilizando un sujetador 121, y la armadura 62 y el diafragma 120 son entonces insertados como un conjunto en la cavidad 117 de armadura existente en el cuerpo de retenedor 114. El manguito 144 de soporte de diafragma se enrosca seguidamente dentro del cuerpo del retenedor 114 con el fin de abrazar el diafragma 120 contra la pared de extremo 116 del cuerpo de retenedor 114. El miembro de carga 102 se hace entonces deslizar sobre la armadura 62 y al interior de la cavidad 150 de manguito. La base 24 es, seguidamente, enroscada sobre el solenoide 22.

En funcionamiento, el rápido movimiento oscilatorio del diafragma 120 entre la primera y la segunda posiciones bombea fluido a lo largo de la trayectoria de flujo de fluido 131. Como resultado de ello, la bomba de solenoide 20 se puede utilizar en lugar de una bomba peristáltica convencional, la cual se sirve de una leva y un motor eléctrico para bombear fluido a través de un tubo. Uno de los beneficios de la bomba de solenoide 20 divulgada en esta memoria con respecto a las bombas peristálticas convencionales es que el solenoide 22 ofrece una fiabilidad mejorada sobre los motores eléctricos que se utilizan en las bombas peristálticas. Si bien son posibles otras aplicaciones, una aplicación prevista para la bomba de solenoide 20 aquí descrita se encuentra en la industria médica, en aplicaciones de dosificación en las que se necesita una bomba de fluido para administrar cantidades precisas de líquido.

La anterior descripción de realizaciones se ha proporcionado con fines ilustrativos y descriptivos. No es la intención que sea exhaustiva ni que limite el alcance de la invención, el cual está definido únicamente por las reivindicaciones que se acompañan.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una bomba de solenoide (20), que comprende:

un solenoide (22), que tiene una bobina (54) y una pieza de polos (56) situados dentro de un cuerpo de solenoide (26);

una base (24), que incluye una lumbrera de entrada (30) y una lumbrera de salida (32), la base (24) unida al cuerpo de solenoide (26) de tal manera que la base (24) y el cuerpo de solenoide (26) cooperan para definir una cámara interna (27);

un cuerpo de retenedor (114), dispuesto dentro de la cámara interna (27) y que incluye una cavidad (117) de armadura;

una armadura (62), dispuesta de manera deslizante dentro de la bobina (54) del solenoide (22) y la cavidad (117) de armadura para su movimiento a lo largo de un eje longitudinal (28), entre una posición activada energéticamente y una posición desactivada energéticamente;

un diafragma (120) montado dentro de la cavidad (117) de armadura que está unido a la armadura (62) de tal manera que el diafragma (120) se desvía desde una primera posición a una segunda posición en respuesta al movimiento de la armadura (62) a lo largo del eje longitudinal (28) desde la posición desactivada energéticamente a la posición activada energéticamente;

una válvula de retención de entrada (125), colocada dentro de la cámara interna (27) y dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de entrada (30), que permite el flujo de fluido tan solo en una primera dirección tal, que este se mueve desde la lumbrera de entrada (30) hacia el diafragma (120);

una válvula de retención de salida (126), colocada dentro la cámara interna (27) y dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de salida (32), que permite el flujo de fluido tan solo en una segunda dirección tal, que este se mueve desde el diafragma (120) hacia la lumbrera de salida (32);

un camino de flujo de fluido (131) que se extiende a través del cuerpo de retenedor (114) desde la válvula de retención de entrada (125) al diafragma (120) y desde el diafragma (120) a la válvula de retención de salida (126), que transporta el fluido desde la válvula de retención de entrada (125) hasta la válvula de retención de salida (126) cuando el diafragma (120) oscila entre la primera y la segunda posiciones; y

un manguito (144) de soporte del diafragma, situado dentro de la cavidad (117) de armadura, que contacta a tope con, y soporta, al menos parte del diafragma (120), en donde al menos parte de la armadura (62) es recibida dentro del manguito (144) de soporte de diafragma.

2. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde un miembro de carga (102), dispuesto dentro de la cavidad (117) de armadura, actúa empujando en dirección normal la armadura (62) hacia la posición desactivada energéticamente, el miembro de carga (102) situado radialmente entre la armadura (62) y el manguito de soporte.

3. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la armadura (62) incluye un asiento (104) del miembro de carga, que se extiende radialmente hacia fuera en dirección al manguito de soporte y el miembro de carga (102) tiene un primer extremo (106) de miembro de carga que contacta a tope con el asiento (104) de miembro de carga de la armadura (62).

4. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende además:

una canilla (58) dispuesta dentro del cuerpo de solenoide (26) que soporta la bobina (54), al menos parte de la pieza de polos (56) y al menos parte de la armadura (62) recibidas de forma deslizante dentro de la bobina (58); y

un casquillo (94) de armadura que incluye un manguito (96) de casquillo y una brida (98) de casquillo, el manguito (96) de casquillo está dispuesto radialmente entre la canilla (58) y al menos parte de la armadura (62), extendiéndose la brida (98) de casquillo radialmente hacia fuera desde el manguito (96) de casquillo hacia el cuerpo de solenoide (26), e incluyendo el miembro de carga (102) un segundo extremo (108) de miembro de carga que contacta con la brida (98) de casquillo.

5. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además:

un elemento de obturación (152), situado entre, y en contacto con, el cuerpo de retenedor (114) y la brida (98) de casquillo.

6. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el camino de flujo de fluido (131) está definido por un paso (129) de entrada de retenedor que se extiende a través del cuerpo de retenedor (114) desde la válvula de retención de entrada (125) hasta el diafragma (120), un volumen de bombeo (124) que está situado entre el cuerpo de retenedor (114) y el diafragma (120) cuando el diafragma (120) se desvía a la segunda posición en respuesta al hecho de que se mueva la armadura (62) a la posición activada energéticamente, y un paso (130) de salida de retenedor, que se extiende a través del cuerpo de retenedor (114) desde el diafragma (120) hasta la válvula de retención de salida (126).

7. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además:

una cavidad (132) de válvula de retención de entrada, situada dentro de la cámara interna (27), que está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de entrada (30) y el paso (129) de entrada de retenedor, la válvula de retención de entrada (125) recibida dentro de la cavidad (132) de válvula de retención de entrada; y

una cavidad (133) de válvula de retención de salida, situada en la cámara interna (27), que está dispuesta en comunicación de fluido con la lumbrera de salida (32) y el paso (130) de salida de retenedor, la válvula de retención de salida (126) recibida dentro de la cavidad (133) de válvula de retención de salida.

8. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la cavidad (132) de válvula de retención de entrada está definida por, y situada dentro de, el cuerpo de retenedor (114) y la cavidad (133) de válvula de retención de salida está definida por, y situada dentro de, la base (24).

9. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el tamaño del volumen de bombeo se reduce cuando el diafragma (120) vuelve a la primera posición en respuesta al movimiento de la armadura (62) hacia la posición desactivada energéticamente.

10. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el diafragma (120) cierra el paso (129) de entrada de retenedor y el paso (130) de salida de retenedor cuando el diafragma (120) está en la primera posición y la armadura (62) está en la posición desactivada energéticamente.

11. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada una de las válvulas de retención de entrada y de salida tiene una configuración de pico de pato que comprende dos lóbulos (134) de válvula que convergen en una rendija (135).

12. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 11, en donde las válvulas de retención de entrada y de salida se hacen girar 90 grados una con respecto a otra de manera que la rendija (135) de la válvula de retención de salida (126) tenga una orientación perpendicular con respecto a la rendija (135) de la válvula de retención de entrada (125).

13. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el diafragma (120) incluye un labio periférico (158) que es recibido entre el cuerpo de retenedor (114) y el manguito (144) de soporte de diafragma para asegurar el diafragma (120) dentro del cavidad (117) de armadura.

14. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el labio periférico del diafragma (120) tiene una sección transversal en forma de rampa.

15. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el diafragma (120) se extiende en un plano de diafragma que es transversal al eje longitudinal (28) en la primera posición y se desvía del plano del diafragma en la segunda posición.

16. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

un sujetador (121) acoplado a rosca con la armadura (62) que abraza el diafragma (120) a la armadura (62).

17. La bomba de solenoide (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la pieza de polos (56) incluye un extremo roscado (66) que se acopla a las roscas internas del cuerpo de solenoide (26) y permite seleccionar una posición axial de la pieza de polos (56) por rotación de la pieza de polos (56) con respecto al cuerpo de solenoide (26).