IT201800004110A1

IT201800004110A1 - Regolatore di pressione

Info

Publication number: IT201800004110A1
Application number: IT201800004110A
Authority: IT
Inventors: Dario Ferrarini; Andrea Camisani
Original assignee: Camozzi Automation S P A
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-09-30
Also published as: US20210034082A1; EP3775643B1; CN112041600B; RU2020132262A; US11269363B2; WO2019186483A1; CN112041600A; EP3775643A1; RU2020132262A3

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un regolatore di pressione adatto a fornire un fluido a pressione regolata ad un dispositivo operante con un fluido in pressione. In accordo con il preambolo della rivendicazione 1, un regolatore di pressione noto comprende un passaggio di ingresso collegabile ad una sorgente di alimentazione di un fluido in pressione ed un passaggio di uscita, collegabile ad esempio ad un dispositivo operante con un fluido in pressione. Una valvola di alimentazione è posta in una sede valvola tra il passaggio di ingresso ed il passaggio di uscita ed è provvista di mezzi di regolazione, ad esempio a membrana, adatti a regolare la pressione di uscita del fluido nel passaggio di uscita in modo che sia proporzionale alla pressione d’ingresso. Il regolatore può essere provvisto di un sensore di pressione di uscita adatto a rilevare la pressione di uscita, di una elettrovalvola di carico avente un ingresso in comunicazione fluidica con il passaggio di ingresso ed un’uscita in comunicazione fluidica con la valvola di alimentazione, e di una elettrovalvola di scarico avente un ingresso in comunicazione fluidica con la valvola di alimentazione ed un’uscita in scarico.

Il regolatore è dotato di un circuito di controllo regolatore configurato per pilotare l’elettrovalvola di carico e l’elettrovalvola di scarico in modo da annullare un segnale errore dato dalla differenza tra un segnale di ingresso corrispondente alla pressione di uscita desiderata ed un segnale di retroazione fornito dal sensore di pressione di uscita.

All’avvio del regolatore di pressione, un segnale di ingresso rappresentativo del valore di pressione di uscita desiderato determina l’attivazione dell’elettrovalvola di carico e la disabilitazione dell’elettrovalvola di scarico, in modo tale che la pressione in ingresso agisce sulla membrana di regolazione della valvola di alimentazione, causando un’apertura della sede valvola e quindi un passaggio del fluido in pressione dal passaggio di ingresso al passaggio di uscita.

Il sensore di pressione di uscita monitora la pressione di uscita e riporta un segnale di feedback al circuito di controllo, il quale attua una funzione al fine di fornire in uscita una pressione proporzionale al segnale di ingresso.

La pressione in ingresso, nella pratica, può non essere costante e le sue fluttuazioni influenzano il comportamento delle elettrovalvole di carico e di scarico, costituendo per il circuito di controllo un’ulteriore variabile da stabilizzare. Da notare che l’azione perturbatrice determinata da variazioni della pressione di ingresso viene rilevata solo al termine della catena di retroazione, ovvero in uscita al regolatore, con possibili ritardi e/o oscillazioni nel controllo.

Per ovviare ad un tale inconveniente, è noto impiegare anche un sensore di pressione di ingresso, adatto a fornire al circuito di controllo informazioni relative a variazioni della pressione in ingresso.

È evidente che la presenza di un sensore di pressione di ingresso, oltre al sensore di pressione di uscita, comporta un incremento della complessità, degli ingombri e dei costi del regolatore di pressione.

Scopo della presente invenzione è quello di proporre un regolatore di pressione ed un metodo di regolazione della pressione in grado rispondere in modo più efficace e rapido all’azione perturbatrice determinata da variazioni della pressione di ingresso, senza tuttavia impiegare un sensore di pressione di ingresso.

Detto scopo è conseguito con un regolatore di pressione secondo la rivendicazione 1 e con un metodo di regolazione secondo la rivendicazione 7. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione.

Le caratteristiche e i vantaggi del regolatore di pressione e del metodo di regolazione secondo l’invenzione risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:

- la figura 1 è un grafico che rappresenta, in funzione del tempo, la forma d’onda della corrente di ingancio del solenoide di un’elettrovalvola;

- la figura 1a è un grafico che rappresenta la variazione della forma d’onda della corrente di ingancio della figura 1 al variare della pressione di ingresso;

- la figura 2 illustra in modo schematico un regolatore di pressione secondo l’invenzione;

- la figura 3 è uno schema a blocchi dell’anello di controllo della pressione di uscita del regolatore della presente invenzione;

- la figura 4 è uno schema circuitale di un circuito di rilevazione del picco di corrente della forma d’onda della corrente di solenoide; e

- la figura 5 è una sezione assiale di un esempio pratico di realizzazione di un regolatore di pressione secondo l’invenzione.

Un’elettrovalvola, ed in particolare l’elettrovalvola di carico del regolatore secondo l’invenzione di seguito descritto, comprende un elettromagnete formato da un solenoide, avvolto ad esempio su un rocchetto, e da un circuito magnetico formato da un’armatura fissa, avente ad esempio una porzione che penetra parzialmente nel cannotto assiale del rocchetto, ed un nucleo mobile, che penetra anch’esso parzialmente nel cannotto.

In un’elettrovalvola a corrente continua, alimentata con una tensione di alimentazione costante, ad esempio di 24V, 12V, o 5V, non appena il solenoide viene energizzato, aumenta la corrente nel solenoide, provocando un’espansione del campo magnetico, fino a che diventa abbastanza elevato da spostare il nucleo mobile. Il movimento del nucleo mobile aumenta la concentrazione del campo magnetico, poiché la massa magnetica del nucleo si muove sempre più all’interno del campo magnetico. Un campo magnetico, che cambia nella stessa direzione della corrente che lo genera, induce una tensione di segno opposto nelle spire del solenoide. Poiché il campo magnetico si espande rapidamente quando il nucleo mobile si sposta verso la posizione di fine corsa, tale campo provoca una breve riduzione della corrente che circola nell’avvolgimento del solenoide. Dopo che il nucleo mobile è arrivato a fine corsa, la corrente riprende a crescere fino al suo livello massimo. Una tipica forma d'onda della corrente di solenoide IS è mostrata in figura 1.

Fintanto che al solenoide non è applicata una tensione di alimentazione, la corrente di solenoide è pari a zero. Quando il solenoide viene alimentato, si assiste ad un primo incremento della corrente di solenoide IS, fino al raggiungimento, al tempo T1, di un valore di picco IPEAK, che, come detto, corrisponde all’aggancio del nucleo mobile, ovvero all’inizio della sua corsa verso l’armatura fissa. La corrente di solenoide subisce quindi un decremento fino al raggiungimento, all’istante T2, di un valore minimo IVALLEY, che corrisponde alla battuta del nucleo mobile contro l’armatura fissa. A questo punto, la corrente di solenoide ricomincia a crescere fino a raggiungere il su valore massimo.

L’idea alla base della presente invenzione si fonda sulla constatazione che, in un’elettrovalvola alimentata con tensione continua, la forma d’onda della corrente di solenoide, nella fase di ingancio, dipende dalla pressione in ingresso.

In particolare, come illustrato nel grafico della figura 1a, all’aumentare della pressione di ingresso si assiste ad una contrazione nei tempi di ingancio della elettrovalvola, corrispondente ad un “anticipo” della forma d’onda di corrente rispetto alla forma d’onda della corrente ad una pressione di ingresso inferiore.

Pertanto, dalla rilevazione di eventuali variazioni della forma d’onda della corrente di ingancio si può derivare una corrispondente variazione della pressione di ingresso, ottenendo l’informazione nello stesso punto della catena di controllo in cui si otterrebbe da un sensore della pressione di ingresso.

Con riferimento allo schema della figura 2, il regolatore di pressione 1 secondo l’invenzione comprende un corpo di regolatore 5 in cui sono ricavati un passaggio di ingresso 10 collegabile ad un condotto di ingresso di un fluido ad una pressione di ingresso Pin, un passaggio di uscita 12, ed una sede valvola 142 tra il passaggio di ingresso 10 ed il passaggio di uscita 12.

Nella sede valvola 142 è posta scorrevolmente una valvola di alimentazione 14.

Questa valvola di alimentazione 14 è provvista di mezzi di regolazione 144 adatti a regolare la pressione di uscita Pout del fluido nel passaggio di uscita 12 in modo che sia proporzionale alla pressione d’ingresso Pin.

Il regolatore di pressione 1 è dotato di un sensore di pressione di uscita 16, adatto a rilevare la pressione di uscita Pout del fluido nel passaggio di uscita 12.

Il regolatore di pressione 1 comprende inoltre una elettrovalvola di carico 18 ed una elettrovalvola di scarico 20.

L’elettrovalvola di carico 18 ha un ingresso di elettrovalvola di carico 182 in comunicazione fluidica con il passaggio di ingresso 10 ed un’uscita di elettrovalvola di carico 184 in comunicazione fluidica con la valvola di alimentazione 14.

L’elettrovalvola di scarico 20 ha un ingresso di elettrovalvola di scarico 202 in comunicazione fluidica con la valvola di alimentazione 14 ed un’uscita di elettrovalvola di scarico 204 in scarico.

Il regolatore di pressione 1 comprende inoltre un circuito di controllo regolatore 30 operativamente collegato all’elettrovalvola di carico 18 e all’elettrovalvola di scarico 20 e configurato per pilotare l’elettrovalvola di carico 18 e l’elettrovalvola di scarico 20 in modo da annullare un segnale errore dato dalla differenza tra un segnale di ingresso corrispondente alla pressione di uscita desiderata, Pset, ed un segnale di retroazione, Pfb, fornito dal sensore di pressione di uscita 16.

In accordo con un aspetto dell’invenzione, il regolatore di pressione 1 comprende un circuito di analisi corrente di ingancio 40 configurato per:

a) rilevare e memorizzare caratteristiche di riferimento della forma d’onda della corrente di ingancio Is del solenoide dell’elettrovalvola di carico 18 in una condizione di pressione di ingresso stabile;

b) monitorare, durante il funzionamento del regolatore, la forma d’onda di tale corrente di ingancio Is in modo da rilevare eventuali variazioni delle sue caratteristiche rispetto alle corrispondenti caratteristiche di riferimento;

c) in caso di variazione, fornire un segnale di modulazione pilotaggio all’elettrovalvola di carico 18 e/o di scarico 20 e/o un segnale di variazione di pressione al circuito di controllo 30.

In una forma di realizzazione, le caratteristiche della forma d’onda della corrente di ingancio Is comprendono un primo intervallo di tempo, T1, che intercorre tra l’istante di eccitazione dell’elettrovalvola di carico 18 ed il primo picco di corrente, IPEAK, generato dall’aggancio del nucleo mobile dell’elettrovalvola di carico 18.

In una forma di realizzazione, le caratteristiche della forma d’onda della corrente di ingancio Is comprendono un secondo intervallo di tempo, T2, che intercorre tra l’istante di eccitazione dell’elettrovalvola di carico 18 e/o di scarico 20 e il punto di minimo, IVALLEY, del valore della corrente di solenoide successivo al primo picco di corrente, IPEAK, generato dall’aggancio del nucleo mobile dell’elettrovalvola di carico 18 e/o di scarico 20.

In una forma di realizzazione, le caratteristiche della forma d’onda che vengono memorizzate e confrontate sono la pendenza del primo tratto di forma d’onda compreso tra l’istante di eccitazione dell’elettrovalvola ed il primo picco di corrente e la pendenza del secondo tratto di forma d’onda compreso tra il picco di corrente IPEAK e il successivo punto di minimo IVALLEY del valore della corrente di solenoide.

Ad esempio, la pendenza del primo tratto è rilevata calcolando il rapporto tra la durata del primo intervallo di tempo T1 della forma d’onda, cioè l’intervallo di tempo che intercorre tra l’istante di eccitazione del solenoide e il picco di corrente, e la differenza tra il valore della corrente in corrispondenza al picco di corrente e la corrente iniziale, che corrisponde a zero. La pendenza del secondo tratto è stimata calcolando il rapporto tra la durata del secondo intervallo di tempo (T2-T1) della forma d’onda, cioè l’intervallo di tempo che intercorre tra l’istante T1 in cui si ha il picco di corrente e l’istante T2 in cui si ha il valore di minimo di corrente, e la differenza tra il valore della corrente in corrispondenza al valore di minimo ed il valore della corrente in corrispondenza al picco di corrente.

In una forma di realizzazione, i valori della corrente di solenoide sono ottenuti campionando la forma d’onda ad intervalli di tempo prestabiliti per il tramite di un circuito di campionamento corrente.

In una forma di realizzazione, il circuito di analisi della corrente di ingancio 40 confronta ogni valore della corrente campionato ricevuto dal circuito di campionamento con il precedente valore di corrente campionato e memorizza nel registro di memoria il valore campionato solo se l’esito del confronto rivela il raggiungimento del picco di corrente o del minimo di corrente.

In una variante di realizzazione, il circuito di analisi della corrente di ingancio 40 è adatto ad effettuare il confronto solo con il tempo di aggancio T1 del nucleo mobile, cioè il primo intervallo di tempo che intercorre tra l’istante di eccitazione del solenoide e l’istante del picco di corrente.

Per rilevare tale intervallo di tempo, in una forma di realizzazione il circuito di analisi della corrente di ingancio 40 comprende un circuito analogico di rilevazione di picco 400, come quello illustrato nella figura 4. In questo circuito, ai terminali di ingresso di un amplificatore operazionale 402 con funzione di comparatore vengono portati la corrente di solenoide rilevata attraverso una resistenza di shunt RSHUNT (ingresso invertente) e la corrente di solenoide a cui è applicato un ritardo dato da una rete RC (ingresso non invertente). In questo modo, il circuito è in grado di rilevare l’istante T1 in cui la corrente di solenoide raggiunge il valore di picco IPEAK.

Pertanto, in una forma di realizzazione, il circuito di analisi corrente di ingancio 40 rileva e registra all’avvio del regolatore di pressione 1, o comunque in una situazione di pressione di ingresso stabile, uno o entrambi i tempi T1 e T2 in cui si verificano il picco di corrente IPEAK e/o il minimo della corrente IVALLEY; successivamente il circuito di controllo 30 implementa la funzione necessaria a raggiungere il valore di pressione di uscita desiderato, dato dal segnale di ingresso PSET, utilizzando il feedback PFB fornito dal sensore di pressione di uscita 16 per correggere l’errore tra il valore istantaneo della pressione di uscita POUT ed il setpoint PSET.

Come illustrato nel diagramma a blocchi della figura 3, il circuito di analisi della corrente di ingancio 40 può interagire con l’anello di controllo della pressione di uscita svolgendo una o entrambe delle seguenti azioni: • modulare l’elettrovalvola di carico 18 e/o di scarico 20 in accordo con la variazione della forma d’onda della sua corrente di ingancio, per incrementarne o stabilizzarne le prestazioni;

• fornire al circuito di controllo 30 una terza grandezza di confronto, secondo la quale modulare l’impiego delle elettrovalvole di carico 18 e/o scarico 20.

L’informazione sulla variazione della pressione di ingresso, fornita vantaggiosamente alla catena di controllo in un punto corrispondente a quello in cui si avrebbe l’informazione di un sensore di pressione all’ingresso del sistema, consente l’implementazione di algoritmi di controllo dipendenti dal segno della variazione della pressione in ingresso.

Per esempio, se il circuito di analisi della corrente di ingancio rileva un decremento dei tempi di ingancio T1 e/o T2, significa che la pressione in ingresso sta aumentando, l’aumento di pressione essendo proporzionale alla diminuzione del tempo di ingancio. In questo caso, il circuito di controllo 30 può effettuare una modulazione dell’elettrovalvola di carico 18 e/o di scarico 20 meno consistente di quanto si sarebbe fatto in assenza di questa informazione sulla variazione in ingresso, salvo poi avere comunque l’informazione dal sensore di pressione di uscita 16. Così facendo il controllo risulta rapido e privo di oscillazioni.

Viceversa, se la pressione d’ingresso sta diminuendo, è possibile anticipare la parzializzazione in senso crescente dell’elettrovalvola di carico 18, viceversa di quella di scarico 20.

In altre parole, al diminuire della pressione di ingresso, l’elettrovalvola di carico 18 e/o di scarico 20 verrà eccitata per un tempo maggiore o con una percentuale di duty cycle più alta per mantenere il setpoint impostato sulla base di una pressione di ingresso “presunta” superiore.

Da notare, che con il termine “parzializzazione dell’elettrovalvola” si intende che l’elettrovalvola può essere azionata per un tempo maggiore oppure con un duty cycle maggiore.

Pertanto, in accordo con una forma di realizzazione del metodo di regolazione secondo l’invenzione, se il circuito di analisi della corrente di ingancio rileva un incremento della pressione di ingresso rispetto ad un valore di pressione di riferimento, il circuito di controllo modula il segnale di pilotaggio dell’elettrovalvola di carico e/o di scarico in modo da eccitarla per un tempo inferiore o con una percentuale di duty cycle più bassa rispetto al segnale di pilotaggio alla pressione di riferimento.

Viceversa, se il circuito di analisi della corrente di ingancio rileva un decremento della pressione di ingresso rispetto ad un valore di pressione di riferimento, il circuito di controllo modula il segnale di pilotaggio dell’elettrovalvola di carico e/o di scarico in modo da eccitarla per un tempo maggiore o con una percentuale di duty cycle più alta rispetto al segnale di pilotaggio alla pressione di riferimento. Con riferimento alla figura 5, verrà ora descritto un esempio pratico di regolatore di pressione 1 secondo la presente invenzione.

Il regolatore 1 comprende un primo corpo di regolatore 5 in cui sono ricavati il passaggio di ingresso 10, collegabile ad una sorgente di alimentazione di un fluido in pressione, ed il passaggio di uscita 12, collegabile ad un dispositivo operante con un fluido in pressione, ad esempio un cilindro.

Nel primo corpo di regolatore 5 è inoltre ricavata una sede valvola 142 tra il passaggio di ingresso 10 ed il passaggio di uscita 12. In tale sede valvola 142 è alloggiata la valvola di alimentazione 14, spostabile assialmente tra una posizione di apertura e una posizione di chiusura della sede valvola 142 per consentire o interrompere il passaggio di fluido dal passaggio di ingresso 10 al passaggio di uscita 12.

In una forma di realizzazione, i passaggi di ingresso 10 e di uscita 12 sono orientati secondo direzioni parallele tra loro, ad esempio coassiali, mentre la sede valvola 142 ha un asse di sede ortogonale a tali passaggi.

La valvola di alimentazione 14 è influenzata da un mezzo elastico, ad esempio una molla elicoidale 22, ad assumere la posizione di chiusura della sede valvola 142.

Nel primo corpo di regolatore 5 è ricavata una camera di membrana 24 in cui è alloggiata una membrana di regolazione 26. Il bordo periferico esterno della membrana 26 è trattenuto in un recesso anulare 28 ricavato in una parete interna della camera di membrana 24. Ad esempio, detto recesso anulare 28 è ottenuto dall’accoppiamento tra una porzione superiore 5’ ed una porzione inferiore 5” del corpo di regolatore 5 (considerando il regolatore 1 orientato verticalmente, ovvero con i passaggi di ingresso e uscita ad assi orizzontali). La membrana 26 e la porzione superiore della camera di membrana 24 definiscono una camera superiore di pilotaggio 32. La membrana 26 e la porzione inferiore della camera di membrana 24 definiscono una camera inferiore di scarico 34.

In una forma di realizzazione, la membrana 26 è trattenuta tra una coppia di elementi a disco 36, 38.

Più in dettaglio, sia la membrana 26 sia l’elemento a disco superiore 36 presentano un’apertura centrale in cui è inserita una porzione centrale rialzata 38’ dell’elemento a disco inferiore 38.

La camera superiore di pilotaggio 32 è adatta a ricevere un fluido ad una pressione di pilotaggio. Tale fluido alla pressione di pilotaggio agisce quindi sul lato superiore della membrana di regolazione 26. La camera inferiore di scarico 34 è in comunicazione fluidica con il condotto di uscita 12.

Da notare che nella presente descrizione si definisce per semplicità “membrana” tutto l’assieme alloggiato nella camera di membrana 24, elementi a disco o altri mezzi di supporto della membrana compresi, che si sposta verticalmente verso il basso sotto l’azione del fluido in pressione nella camera di pilotaggio 32 e verso l’alto in presenza di una sovrapressione nella camera di scarico 34.

In una forma di realizzazione, la camera inferiore di scarico 34 è in comunicazione fluidica con l’ambiente esterno per il tramite di un tubo di scarico 42. Attraverso detto tubo di scarico 42 è quindi possibile scaricare una pressione in eccesso presente nel condotto di uscita 12.

In accordo con una forma di realizzazione, la membrana 26 è operativamente collegata alla valvola di alimentazione 14 in modo tale che un aumento della pressione di pilotaggio sulla membrana provochi un’apertura della sede valvola 142.

Inoltre, alla valvola di alimentazione 14 è operativamente collegato un otturatore scarico 50 adatto ad impedire il passaggio di fluido attraverso il tubo di scarico 42 quando la membrana 26 è in una condizione di equilibrio o all’aumentare della pressione di pilotaggio, e a permettere il passaggio di fluido attraverso detto tubo di scarico 42 in presenza di una pressione in eccesso agente sul lato inferiore della membrana 26.

In una forma di realizzazione, la membrana 26 è attraversata da un passaggio assiale di scarico 44 alla cui porzione superiore sfociante nella camera di pilotaggio 32 è collegato il tubo di scarico 42. Ad esempio, detto passaggio assiale di scarico 44 è ricavato nella porzione centrale sporgente 38’ dell’elemento a disco inferiore 38.

In una forma di realizzazione, il tubo di scarico 42 attraversa la camera di pilotaggio 32 e sfocia in atmosfera passando attraverso un foro di scarico ricavato in una parete del primo corpo di regolatore 5. In una forma di realizzazione, in cui la sede valvola 142 è coassiale alla membrana di regolazione 26, l’otturatore scarico 50 è vincolato assialmente alla valvola di alimentazione 14 ed ha un’estremità superiore 52 adatta ad impegnare a tenuta la porzione inferiore di detto passaggio assiale 44.

Più in dettaglio, l’otturatore scarico 50 ha una forma allungata, a guisa di asta, che si estende dalla valvola di alimentazione 14 alla membrana 26.

La pressione nella camera di pilotaggio 32 è controllata da un regolatore di pilotaggio pneumatico 60 comprendente l’elettrovalvola di carico 18, l’elettrovalvola di scarico 20, ed una scheda elettronica di controllo 62 che realizza il circuito di controllo 30. Il circuito di analisi corrente di ingancio 40 può essere realizzato sulla stessa scheda elettronica di controllo 62 del circuito di controllo 30 o su una scheda elettronica di elettrovalvola montata sull’elettrovalvola di carico 18.

In una forma di realizzazione, il regolatore di pilotaggio pneumatico 60 è montato sul primo corpo di regolatore 5. Più in dettaglio, le elettrovalvole di carico 18 e di scarico 20 sono alloggiate in un secondo corpo 7 fissato, ad esempio mediante viti 8, alla porzione superiore 5’ del primo corpo di regolatore 5. Ad esempio, il secondo corpo 7, la scheda elettronica 62 ed il sensore di pressione 16 sono protetti da un involucro 68.

Il sensore di pressione 16, in collegamento fluidico con il condotto di uscita 12, è operativamente collegato alla scheda elettronica di controllo 62.

In una forma di realizzazione, nel primo corpo di regolatore 5 sono ricavati un canale di carico 72 che collega fluidicamente il passaggio di ingresso 12 con l’ingresso elettrovalvola di carico 182 ed un canale di rilevazione pressione 74 che collega fluidicamente il passaggio di uscita 12 con il sensore di pressione 16. Pertanto, tra la sommità del primo corpo di regolatore 5 e la base del secondo corpo di regolatore 7 è ricavata un’interfaccia pneumatica 76 che permette di porre in collegamento fluidico le elettrovalvole di carico 18 e di scarico 20 con la camera di pilotaggio 32, il passaggio di ingresso 10 con l’elettrovalvola di carico 18 ed il passaggio di uscita 12 con il sensore di pressione 16.

Alle forme di realizzazione del regolatore di pressione e del metodo di regolazione secondo l’invenzione un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potrà apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione può essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Regolatore di pressione, comprendente: - un passaggio di ingresso (10) collegabile ad un condotto di ingresso di un fluido ad una pressione di ingresso (Pin); - un passaggio di uscita (12); - una valvola di alimentazione (14) posta in una sede valvola (142) tra il passaggio di ingresso (10) ed il passaggio di uscita (12) e provvista di mezzi di regolazione adatti a regolare la pressione di uscita (Pout) del fluido nel passaggio di uscita (12) in modo che sia proporzionale alla pressione d’ingresso (Pin); - un sensore di pressione di uscita (16), adatto a rilevare la pressione di uscita (Pout); - una elettrovalvola di carico (18) avente un ingresso (182) in comunicazione fluidica con il passaggio di ingresso (10) ed un’uscita (184) in comunicazione fluidica con la valvola di alimentazione (14); - una elettrovalvola di scarico (20) avente un ingresso (202) in comunicazione fluidica con la valvola di alimentazione (14) ed un’uscita (204) in scarico; - un circuito di controllo regolatore (30) operativamente collegato all’elettrovalvola di carico (18) e all’elettrovalvola di scarico (20) e configurato per pilotare l’elettrovalvola di carico (18) e l’elettrovalvola di scarico (20) in modo da annullare un segnale errore dato dalla differenza tra un segnale di ingresso corrispondente alla pressione di uscita desiderata ed un segnale di retroazione fornito dal sensore di pressione di uscita, il regolatore di pressione essendo caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un circuito di analisi corrente di ingancio configurato per: a) rilevare e memorizzare caratteristiche di riferimento della forma d’onda della corrente di ingancio del solenoide dell’elettrovalvola di carico in una condizione di pressione di ingresso stabile; b) monitorare, durante il funzionamento del regolatore, la forma d’onda di detta corrente di ingancio in modo da rilevare eventuali variazioni delle sue caratteristiche rispetto alle corrispondenti caratteristiche di riferimento; c) in caso di variazione, fornire un segnale di modulazione pilotaggio all’elettrovalvola di carico (18) e/o all’elettrovalvola di scarico (20) e/o un segnale di variazione di pressione al circuito di controllo (30).
2. Regolatore secondo la rivendicazione 1, in cui dette caratteristiche della forma d’onda della corrente di ingancio comprendono un primo intervallo di tempo (T1) che intercorre tra l’istante di eccitazione dell’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20) ed il primo picco di corrente (IPEAK) generato dall’aggancio del nucleo mobile dell’elettrovalvola di carico (18) e/o scarico (20).
3. Regolatore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui dette caratteristiche della forma d’onda della corrente di ingancio comprendono un secondo intervallo di tempo (T2) che intercorre tra l’istante di eccitazione dell’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20) e il punto di minimo (IVALLEY) del valore della corrente di solenoide successivo al primo picco di corrente (IPEAK) generato dall’aggancio del nucleo mobile dell’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20).
4. Regolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito di analisi della corrente di ingancio comprende un circuito di campionamento corrente adatto a campionare la forma d’onda della corrente di solenoide ad intervalli di tempo prestabiliti.
5. Regolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito di analisi della corrente di ingancio comprende un circuito analogico di rilevazione di picco comprendente un amplificatore operazionale con funzione di comparatore al cui terminale di ingresso invertente è portata la corrente di solenoide rilevata attraverso una resistenza di shunt (RSHUNT) e al cui terminale di ingresso non invertente è riportata la corrente di solenoide a cui è applicato un ritardo dato da una rete RC.
6. Regolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un primo corpo ed un secondo corpo montato sul primo corpo, nel primo corpo essendo ricavati il passaggio di ingresso, il passaggio di uscita e la sede valvola, nel secondo corpo essendo alloggiate le elettrovalvole di carico e di scarico e una scheda elettronica di controllo che realizza il circuito di controllo, nel primo e nel secondo corpo essendo inoltre ricavati un canale di carico che collega fluidicamente il passaggio di ingresso con l’ingresso dell’elettrovalvola di carico, un canale di rilevazione pressione che collega fluidicamente il passaggio di uscita con il sensore di pressione.
7. Metodo di regolazione della pressione di un fluido per il tramite di un regolatore di pressione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le fasi di: a) rilevare e memorizzare caratteristiche di riferimento della forma d’onda della corrente di ingancio del solenoide dell’elettrovalvola di carico in una condizione di pressione di ingresso stabile; b) monitorare, durante il funzionamento del regolatore, la forma d’onda di detta corrente di ingancio in modo da rilevare eventuali variazioni delle sue caratteristiche rispetto alle corrispondenti caratteristiche di riferimento; c) in caso di variazione, fornire un segnale di modulazione pilotaggio all’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20) e/o un segnale di variazione di pressione al circuito di controllo (30).
8. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui dette caratteristiche della forma d’onda della corrente di ingancio comprendono un primo intervallo di tempo (T1) che intercorre tra l’istante di eccitazione dell’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20) ed il primo picco di corrente (IPEAK) generato dall’aggancio del nucleo mobile dell’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20).
9. Metodo secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui dette caratteristiche della forma d’onda della corrente di ingancio comprendono un secondo intervallo di tempo (T2) che intercorre tra l’istante di eccitazione dell’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20) e il punto di minimo (IVALLEY) del valore della corrente di solenoide successivo al primo picco di corrente (IPEAK) generato dall’aggancio del nucleo mobile dell’elettrovalvola di carico (18) e/o di scarico (20).
10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7-9, in cui, se il circuito di analisi della corrente di ingancio rileva un incremento della pressione di ingresso rispetto ad un valore di pressione di riferimento, il circuito di controllo modula il segnale di pilotaggio dell’elettrovalvola di carico in modo da eccitarla per un tempo inferiore o con una percentuale di duty cycle più bassa rispetto al segnale di pilotaggio alla pressione di riferimento.
11. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7-9, in cui, se il circuito di analisi della corrente di ingancio rileva un decremento della pressione di ingresso rispetto ad un valore di pressione di riferimento, il circuito di controllo modula il segnale di pilotaggio dell’elettrovalvola di carico e/o di scarico in modo da eccitarla per un tempo maggiore o con una percentuale di duty cycle più alta rispetto al segnale di pilotaggio alla pressione di riferimento.