IT202100029414A1 - Sistema di azionamento elettromagnetico di una valvola - Google Patents

Sistema di azionamento elettromagnetico di una valvola Download PDF

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Description

CAMPO?TECNICO?
La?presente? invenzione?ha?per?oggetto?un? sistema?di? azionamento?elettromagnetico?di? una?valvola,? in? particolare?un?attuatore?elettromagnetico.??
BACKGROUND?
Gli?attuatori?elettromagnetici?sono?utilizzati?come?convertitori?di?energia?per?le?macchine?elettriche?che? utilizzano?il?principio?elettromagnetico?per?convertire?l'energia?elettrica?in?energia?meccanica.?
In?particolare,?tali?attuatori?elettromagnetici?sono?utilizzati?come?sistemi?di?azionamento?di?una?valvola?e? comprendono?in?generale?una?bobina?ed?un?nucleo?mobile? il?quale,?quando?eccitato?elettricamente?da? parte? della? bobina,? va? a? regolare? il? posizionamento? di? una? valvola? (in? particolare? dell'otturatore? della? valvola).?Un?esempio???mostrato?nella?domanda?di?brevetto?DE?10?2012?214?620?A1.??
Inoltre,? la? domanda? di? brevetto? MO2000A000283? mostra? un'ulteriore? valvola? ad? azionamento? elettromagnetico.? In? tale? valvola? l'elemento? tubolare? ?? realizzato? in? un? pezzo? unico? in? modo? tale? da? garantire?un?enorme? risparmio?di? costi? e?di? tempo?di? produzione.? Tale?elemento? tubolare??? realizzato? tramite?tornitura?meccanica.??
Grazie? alla? realizzazione? dell'elemento? tubolare? in? un? pezzo? unico? e? non? tramite? saldature? di? diversi? elementi?insieme?si?elimina?effettivamente?il?rischio?di?un?eventuale?fallimento?nel?processo?di?attacco?del? riporto?di?saldatura?e?si?elimina?inoltre?la?presenza?di?eventuali?porosit??insite?nel?riporto?di?riporto?stesso,? spesso?non?visibili?se?non?con?analisi?metallografica?a?posteriori.?
Il? nucleo?mobile,? che?permette?alla? valvola?di? regolare? la?posizione?di? apertura?o? chiusura??? realizzato? tramite?tornitura.?Tale?processo???particolarmente?costoso?e,?durante?tale?procedimento,?pu??accadere? che?vengano?fatti?degli?errori.?Questo?implica?che?la?realizzazione?del?nucleo?non?pu??essere?realizzata,?allo? stato?attuale?in?maniera?precisa?ed?allo?stesso?modo?economica.??
Pertanto,?lo?scopo?della?presente?invenzione???di?superare?questi?svantaggi.??
SOMMARIO?
Secondo?una?forma?di?realizzazione?della?presente?invenzione?viene?fornito?un?sistema?di?azionamento? elettromagnetico?di?una?valvola,?in?cui?tale?sistema?comprende?un?elemento?tubolare?nel?quale???inserito? un?nucleo?mobile?ed?un?nucleo?fisso,?detto?nucleo?fisso?essendo?configurato?in?modo?da?attrarre?a?s??il? nucleo? mobile? quando? detto? sistema? di? azionamento? ?? attivato? elettromagneticamente,? in? cui? detto? elemento?tubolare???realizzato?in?materiale?ferromagnetico?in?un?pezzo?unico,?in?cui?detto?nucleo?mobile? ??realizzato?in?materiale?sinterizzato.?Tale?sistema?di?azionamento???stato?descritto?tramite?il?processo?di? realizzazione?del?nucleo?mobile.?Il?motivo???dovuto?al?fatto?che???proprio?il?processo?di?realizzazione?del? nucleo?mobile?che?rende?il?nucleo?sinterizzato,?e?pi??in?generale?il?sistema?di?azionamento?particolarmente? vantaggioso.?Grazie?a?tale?metodo?di?realizzazione?del?nucleo?mobile???effettivamente?possibile?ridurre?il? costo?di? produzione?del? sistema?di? azionamento.? ?? inoltre? possibile? realizzare? un? nucleo?mobile? che? ?? qualitativamente? migliore? in? quanto? la? precisione? nella? realizzazione? che? pu?? essere? raggiunta? se? confrontata? con? la? tornitura? ?? particolarmente?migliore.? Inoltre? tale? nucleo?mobile? pu?? anche? essere? realizzato?molto?pi??velocemente.?L'esperto?del?ramo,?partendo?dal?sistema?di?azionamento?mostrato?in? MO2000A000283? non? sarebbe?mai? arrivato? a? realizzare? un? nucleo?mobile? sinterizzato? in? quanto? non? avrebbe? saputo? che? tale? soluzione? sarebbe? stata?adottabile.? La? realizzazione?dell'elemento? tubolare? in? materiale?ferromagnetico?in?un?pezzo?unico???da?un?lato?particolarmente?vantaggiosa?da?un?punto?di?vista? costruttivo? ma? dall'altro? presenta? il? particolare? svantaggio? che? le? performance? magnetiche? sono? particolarmente?inferiori.?L'inventore?della?presente?invenzione?ha?scoperto?che???possibile?utilizzare?un? nucleo? sinterizzato.? Grazie? alla? realizzazione? tramite? sinterizzazione? ?? possibile? creare? geometrie? particolari?per?garantire?le?migliori?performances?magnetiche?possibili?con?questo?tipo?di?tecnologia?
Secondo?una?particolare?forma?di?realizzazione?viene?fornito?un?sistema?di?azionamento?in?cui?detto?nucleo? mobile? comprende? fosforo.? Grazie? alla? presenza? del? fosforo? ?? effettivamente? possibile? garantire? una? maggiore?forza?elettromagnetica?al?nucleo?sinterizzato.?
Secondo? una? particolare? forma? di? realizzazione? viene? fornito? un? sistema? di? azionamento? in? cui? detta? quantit??di?fosforo???compresa?tra?0,5%?e?0,7%?in?peso.?
Secondo?una?particolare?forma?di?realizzazione?viene?fornito?un?sistema?di?azionamento?in?cui?detto?nucleo? mobile???ottenuto?mediante?due?cicli?di?sinterizzazione?in?modo?da?aumentare? la?forza?di?detto?nucleo? mobile.?
Secondo?una?particolare?forma?di?realizzazione?viene?fornito?un?sistema?di?azionamento?in?cui?detti?due? cicli?di?sinterizzazione?sono?realizzati?a?1200?C.?
Secondo?una?particolare?forma?di?realizzazione?viene?fornito?un?sistema?di?azionamento?in?cui?detto?nucleo? mobile? ?? configurato? in? modo? da? spostarsi? lungo? l'asse? di? detto? elemento? tubolare? se? attivato? elettromagneticamente,?in?cui?detto?nucleo?mobile?presenta?una?smussatura?rivolta?verso?detto?nucleo? fisso.?Tale?smussatura???particolarmente?vantaggiosa?in?quanto?permette?di?garantire?una?corsa?pi??lunga? al?nucleo?mobile.??
Secondo? una? particolare? forma? di? realizzazione? viene? fornito? un? sistema? di? azionamento? in? cui? detto? sistema?comprende?ulteriormente?una?bobina?configurata? in?modo?da?attivare?elettromagneticamente? detto?sistema?di?azionamento,?in?cui?detta?bobina???fissata?a?detto?elemento?tubolare?tramite?un?elemento? di?arresto,?detto?elemento?di?arresto?essendo?avvitato?ad?una?estremit??di?detto?elemento?tubolare,?in?cui? detto?elemento?di?arresto???realizzato?in?acciaio.?
BREVE?DESCRIZIONE?DELLE?FIGURE?
La?presente?invenzione?sar??descritta?con?riferimento?alle?figure?allegate?nelle?quali?gli?stessi?numeri?e/o? segni?di?riferimento?indicano?le?stesse?parti?e/o?parti?simili?e/o?corrispondenti?del?sistema.?
La?figura?1?mostra?una?vista?schematica?di?un?sistema?di?azionamento?con?nucleo?mobile?a?corsa?corta? secondo?una?particolare?forma?di?realizzazione?della?presente?invenzione;?
La?figura?2?mostra?una?vista?schematica?di?un?sistema?di?azionamento?con?nucleo?mobile?a?corsa?lunga? secondo?una?particolare?forma?di?realizzazione?della?presente?invenzione;?
La? figura?3?mostra?una? vista? schematica?di? una? valvola? comprendente?un? sistema?di? azionamento? con? nucleo?mobile? a? corsa? lunga? ed? un? sistema? di? emergenza?manuale? secondo? una? particolare? forma? di? realizzazione?della?presente?invenzione.?
DESCRIZIONE?DETTAGLIATA?
Di?seguito,?la?presente?invenzione???descritta?facendo?riferimento?a?particolari?forme?di?realizzazione,?come? illustrate?nelle? tavole?di?disegno?allegate.?Tuttavia,? la?presente? invenzione?non??? limitata?alle? forme?di? realizzazione?particolari?descritte?nella?seguente?descrizione?dettagliata?e?rappresentata?nelle?figure,?ma? piuttosto? le? forme?di? realizzazione? descritte? esemplificano? semplicemente? i? vari? aspetti? della? presente? invenzione,? lo? scopo? della? quale? ?? definito? dalle? rivendicazioni.? Ulteriori? modifiche? e? variazioni? della? presente?invenzione?appariranno?chiare?all?uomo?del?mestiere.?
La?figura?1?mostra?una?vista?schematica?di?un?sistema?di?azionamento?100?con?nucleo?mobile?11?a?corsa? corta?secondo?una?particolare?forma?di?realizzazione?della?presente?invenzione.??
In?particolare?in?figura?1???mostrato?un?elemento?tubolare?10?nel?quale???inserito?un?nucleo?mobile?11?ed? un?nucleo?fisso?12.?Detto?nucleo?fisso?12???configurato?in?modo?da?attrarre?a?s??il?nucleo?mobile?11?quando? detto?sistema?di?azionamento?100???attivato?elettromagneticamente?(in?particolare?tramite?una?bobina? che???avvolta?attorno?a?detto?elemento?tubolare?10?e?che?non???mostrata?in?figura).?L'?elemento?tubolare? 10???realizzato?in?materiale?ferromagnetico?in?un?pezzo?unico.??
Tale?sistema?di?azionamento?100?comprende?ulteriormente?un'asta?13,?la?quale,?come?mostrato?in?figura? 3,?va?a?regolare?il?posizionamento?di?un?otturatore,?il?quale???configurato?in?modo?da?regolare?l'apertura? della?valvola.??
Il?nucleo?mobile?11,?nel?particolare?esempio?mostrato?in?figura???mostrato?a?sinistra?del?nucleo?fisso?12.??? tuttavia? chiaro? all'espero? del? ramo? che,? secondo? una? forma? di? realizzazione? alternativa,? i? due? nuclei? possono?essere?posizionati?all'incontrario?di?come?mostrato?in?figura.?Pertanto,?l'invenzione?non???limitata? al? particolare? orientamento? del? nucleo? fisso? e? del? nucleo?mobile? rispetto? all'elemento? tubolare,? come? mostrato?in?figura?1.??
Il?nucleo?mobile?11???realizzato?in?materiale?sinterizzato.??
Preferibilmente? il? nucleo? mobile? 11? comprende? una? certa? quantit?? di? fosforo.? L'inventore? ha? infatti? scoperto?che?l'aggiunta?del?fosforo?permette?di?aumentare?la?forza?magnetica?applicabile?sul?nucleo?mobile? per?mezzo?dell'eccitazione?elettromagnetica?fornita?dalla?bobina.?La?quantit??di?fosforo???preferibilmente? compresa?tra?lo?0,5%?e?lo?0,7%?in?peso,?pi??preferibilmente?pari?a?circa?lo?0,6%?in?peso.??
Tale?nucleo?sinterizzato???preferibilmente?realizzato?mediante?due?cicli?di?sinterizzazione?L'inventore?ha? infatti? scoperto? che? la? realizzazione? del? nucleo? sinterizzato? tramite? due? cicli? di? sinterizzazione,? preferibilmente? ad? almeno? 1200? ?C? permette? di? aumentare? la? forza?magnetica? applicabile? sul? nucleo? mobile?per?mezzo?dell'eccitazione?elettromagnetica?fornita?dalla?bobina.??
Figura? 1? mostra? una? situazione? del? sistema? di? azionamento? 100? nella? quale? non? vi? ?? eccitazione? elettromagnetica? conferita? da? parte? della? bobina.? Nel? caso? in? cui? si? iniziasse? ad? eccitare? elettromagneticamente? il?nucleo?mobile,? tramite? la?bobina,?esso? si? inizierebbe?a? spostare?verso?destra? andando?quindi?a? spostare? l'asta?nella? stessa?direzione?e?quindi?andando?a? regolare? il?posizionamento? dell'otturatore.??
Lo?spostamento?del?nucleo?mobile?11???aiutato?dalla?presenza?di?un?materiale?lubrificante?quale?olio,?che? pu??passare?da?una?parte?all'altra?del?nucleo?mobile?11?lungo?l'asse?Ax?dell'elemento?tubolare?10?grazie? alla? presenza? di? scanalature? laterali? del? nucleo? mobile? 11,? le? quali? sono? posizionate? sulla? parete? circonferenziale? del? nucleo?mobile? 11.? Il? numero?di? scanalature? pu??essere?per? esempio?pari? a? due.? ?? tuttavia? chiaro? che? la? presente? invenzione?non??? limitata? ad?un?particolare? numero?di? scanalature?del? nucleo?mobile?11.??
La?bobina,?che???posizionata?all'interno?di?un?alloggiamento?15,???fissata?direttamente?o?indirettamente? (tramite?tale?alloggiamento?15)?a?detto?elemento?tubolare?100?tramite?un?elemento?di?arresto?40?(come? mostrato?in?figura?3).?Detto?elemento?di?arresto???avvitato?ad?una?estremit??di?detto?elemento?tubolare? 10.?Pertanto,? in?corrispondenza?di?una?porzione?terminale?dell'elemento?tubolare?10???posizionata?una? filettatura.?
L'elemento?di?arresto?40,?che?pu??essere?per?esempio?una?ghiera???realizzato?preferibilmente?in?acciaio.? Infatti,?L'inventore?ha?scoperto?che?con? la?soluzione? in?acciaio???effettivamente?possibile?aumentare? la? forza?elettromagnetica? fornita?al?nucleo?mobile?11.?Alternativamente? l'elemento?di?arresto?pu??essere? realizzato?in?materiale?plastico.??
La?figura?2?mostra?una?vista?schematica?di?un?sistema?di?azionamento?con?nucleo?mobile?a?corsa?lunga? secondo?un'ulteriore?forma?di?realizzazione?della?presente?invenzione.??
Per?garantire?una?corsa?lunga?del?nucleo?mobile?11,?l'inventore?ha?pensato?di?inserire?una?smussatura?16? su? una? superficie? del? nucleo? mobile? 11? rivolta? verso? il? nucleo? fisso? 12.? Tale? smussatura? si? estende? preferibilmente? lungo? l'intera?circonferenza?del?nucleo?mobile.?Una?smussatura?complementare???posi? realizzata?sul?nucleo?fisso?12?in?modo?tale?da?poter?garantire?un?buon?contatto?di?fine?corsa?tra?il?nucleo? fisso?12?e?il?nucleo?mobile?11.?
La? figura?3?mostra?una? vista? schematica?di? una? valvola? comprendente?un? sistema?di? azionamento? con? nucleo? mobile? a? corsa? lunga? ed? un? sistema? di? emergenza? manuale.? In? tale? particolare? sistema? di? azionamento?100? il?nucleo?mobile?11?presenta?ulteriormente?una?cavit??16?posizionata? lungo? l'asse?Ax? dell'elemento? tubolare? 10,? la? quale? permette? al? sistema? di? emergenza? manuale? di? poter? interagire? direttamente?con?il?nucleo?mobile?11.??
??chiaro?all'esperto?del?ramo?che?la?presente?invenzione?pu??essere?utilizzata?sia?per?valvole?di?tipo?on/off? sia?per?valvole?di?tipo?proporzionali.??
Anche? se? la? presente? invenzione??? stata?descritta? con? riferimento?alle? forme?di? realizzazione?descritte? sopra,? ?? chiaro? per? l?esperto? del? ramo? che? ?? possibile? realizzare? diverse? modifiche,? variazioni? e? miglioramenti?della?presente? invenzione?alla? luce?dell?insegnamento?descritto?sopra?e?nell?ambito?delle? rivendicazioni?allegate,?senza?allontanarsi?dall?oggetto?e?dall?ambito?di?protezione?dell?invenzione.??
Infine,?quegli?ambiti?che?si?ritengono?conosciuti?da?parte?degli?esperti?del?ramo?non?sono?stati?descritti?per? evitare?di?mettere?eccessivamente?in?ombra?in?modo?inutile?l?invenzione?descritta.?
Di?conseguenza,?l?invenzione?non???limitata?alle?forme?di?realizzazione?descritte?sopra,?ma???solo?limitata? dall?ambito?di?protezione?delle?rivendicazioni?allegate.?

Claims (7)

RIVENDICAZIONI?
1. Sistema?di?azionamento?elettromagnetico?di?una?valvola?(100),?in?cui?tale?sistema?comprende?un? elemento?tubolare?(10)?nel?quale???inserito?un?nucleo?mobile?(11)?ed?un?nucleo?fisso?(12),?detto? nucleo?fisso?(12)?essendo?configurato?in?modo?da?attrarre?a?s??il?nucleo?mobile?(11)?quando?detto? sistema?di?azionamento?(100)???attivato?elettromagneticamente,?in?cui?detto?elemento?tubolare? (10)???realizzato?in?materiale?ferromagnetico?in?un?pezzo?unico?
detto?sistema?di?azionamento?essendo?caratterizzato?dal?fatto?che?
detto?nucleo?mobile?(11)???realizzato?in?materiale?sinterizzato.?
2. Sistema? di? azionamento? (100)? secondo? la? rivendicazione? 1,? in? cui? detto? nucleo? mobile? (11)? comprende?fosforo.?
3. Sistema? di? azionamento? (100)? secondo? la? rivendicazione? 2,? in? cui? detta? quantit?? di? fosforo? ?? compresa?tra?0,5%?e?0,7%?in?peso.?
4. Sistema?di?azionamento?(100)?secondo?una?delle?rivendicazioni?da?1?a?3,?in?cui?detto?nucleo?mobile? (11)???ottenuto?mediante?due?cicli?di?sinterizzazione?in?modo?da?aumentare?la?forza?di?detto?nucleo? mobile?(11).?
5. Sistema?di?azionamento?(100)?secondo?la?rivendicazione?4,?in?cui?detti?due?cicli?di?sinterizzazione? sono?realizzati?a?1200?C.?
6. Sistema?di?azionamento?(100)?secondo?una?delle?rivendicazioni?da?1?a?5,?in?cui?detto?nucleo?mobile? (11)???configurato?in?modo?da?spostarsi?lungo?l'asse?di?detto?elemento?tubolare?(10)?se?attivato? elettromagneticamente,? in?cui?detto?nucleo?mobile? (11)?presenta?una?smussatura? rivolta?verso? detto?nucleo?fisso?(12).?
7. Sistema?di?azionamento?(100)?secondo?una?delle?rivendicazioni?da?1?a?6,?comprendente?una?bobina? configurata?in?modo?da?attivare?elettromagneticamente?detto?sistema?di?azionamento?(100),?in? cui?detta?bobina???fissata?direttamente?o?indirettamente?a?detto?elemento?tubolare?(100)?tramite? un?elemento?di?arresto?(40),?detto?elemento?di?arresto?(40)?essendo?avvitato?ad?una?estremit??di? detto?elemento?tubolare?(10),?in?cui?detto?elemento?di?arresto?(40)???realizzato?in?acciaio.
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