IT8224290A1 - Pressostato a membrana per il controllo di piccoli gradienti di pressione - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIA-LE avente per titolo:

""PRESSOSTATO A MEMBRANA PER IL CONTROLLO DI PICCOLI GRADIENTI DI PRESSIONE??".

R I A S S U N T O

L'invenzione si inserisce nel campo tecnico dei dispositivi preposti alla rilevazione e/o alla segnalazione e/o alla compensazione automatica dei disliveli di pressione in circuiti ed apparecch iature a circolazione di fluido, ed in particolare ha per oggetto un pressostato a membrana per il controllo di piccoli gradienti di pressione.

Il problema tecnico da risolvere ? la realizzazione di un pressostato del tipo detto,il quale, pur risultando semplice ed economico e pertanto inseribile in apparecchiature anche di basso costo, risulti estremamente sensibile ed affidabile, cosi da poter controllare con costanza di risultati circuiti ed apparecchiature nei quali i gradienti di pressione in gioco sono di minimo livello, ad esempio pochi millibar.

La soluzione del problema ? ottenuta con un pressostato nel quale ? inserita una membrana che presenta almeno una porzione di;'lavoro particolarmente assottigliata, e nel quale sono previsti organi di sostegno e guida della membrana stessa atti ad inibire deformazioni irregolari della citata porzione di lavoro.

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione si riferisce ad un pressostato a membrana per il controllo di piccoli gradienti di pressione .

Come ? noto, esistono attualmente numerosi tipi di pressostati a membrana, variamente strutturati, i quali sono preposti alla rilevazione e/o alla segnalazione e/o alla compensazione automatica dei gradienti o dislivelli di pressione che si possono produrre in vari circuiti od apparecchiature.

Questi pressostati presentano, come elemento comune, una membrana che separa due camere attigue ciascuna delle quali ? in comunicazione con una specifica zona della apparecchiatura o del circuito da controllare. La membrana in questione si deforma in modo sostanzialmente proporzionale ai dislivelli di pressione che si possono verificare tra le citate due camere e con la sua stessa deformazione attiva opportuni organi di segnalazione :e/o intervento . Tipicamente, la membrana trascina con s? uno o pi? elementi elettricamente conduttivi e con la detta deformazione predispone gli stessi in modo da collegare tra loro dei contatti elettrici. Questi sono connessi, ad esempio, a luci ' spia o ad organi di arresto dei dispositivi che possono essere la causa dei dislivelli di pressione.

L'inconveniente tecnicamente pi? grave di questi pressostati risiede nel fatto che gli,stessi, quando hanno pic cole dimensioni ed una struttura relativemente semplice, non sono in gradi di rilevare gradienti di pressione particolarmente piccoli, ad esempio pochi millibar. Inoltre i pressostati a membrana del tipo detto presentano, nella rilevazione di gradienti di pressione relativamente bassi, notevoli irregolarit? ed incertezze di funzionamento che riducono fortemente la loro affidabilit?, in particolar modo con riferimento alla costanza delle loro rilevazioni nel tempo.

Questa situazione ? tecnicamente negativa dal punto di vista generale in quanto^ riduce l'applicabilit? dei pressostati di tipo detto a tutte le comuni apparecchiature anche di tipo domestico per le quali i pressostati in questione sarebbero particolarmente utili.

Ad esempio, il controllo del grado di funzionalit? di un'aspirapolvere , per effetto dell?intasamento del sacchetto filtrante, od il controllo della funzionalit? di una cappa aspirante, od ancora il controllo del livello di serbatoi vari potrebbero essere effettuati vantaggiosamente con piccoli pressostati a membrana connessi con semplici luci spia capaci di segnalare ad un qualunque utilizzatore una anomalia di funzionamento.E' per? necessario, anche nei casi citati, che i pressostati presentino una estrema sensibilit? e costanza di funzionamento per poter fornire indicazioni utili ed attendibili.

Il compito tecnico posto alla base della presente invenzione ? appunto ideare un pressostato a membrana per il controllo di piccoli gradienti di pressione dotato di elevatissima sensibilit? ed affidabilit? ed inoltre di struttura particolarmente semplice e realizzabile a basso costo dalle industrie del settore. Nell'ambito di questo compito tecnico ? un importante scopo della presente invenzione, ideare un pressostato a membrana di dimensioni particolarmente contenute cos? da rendere lo stesso agevolmente inseribile in vari circuiti o dispositivi.

Un altro scopo della presente invenzione ? ideare un pressostato a membrana facilmente tarabile mediante semplici elementi di regolazione a vite.

Non ultimo scopo della presente invenzione ? ideare un pressostato a membrana del tipo detto il quale risuiti non soltanto preciso ed affidabile, ma anche particolarmente duraturo nel tempo, pur in presenza del-le dette caratteristiche di semplicit?.

Il compito tecnico accennato, gli scopi specificati ed altri ancora che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti dal pressostato a membrana secondo l'invenzione, per il controllo di piccoli gradienti di pressione, il quale comprende, in un corpo contenitore definito da due semigusci associabili a tenuta tra loro, una prima ed una seconda camera comunicanti con l'esterno di detto corpo tramite rispettivi condotti e separate tra loro da una membrana elasticamente deformabile, almeno un dischetto in materiale elettricamente conduttivo associato ad una faccia di detta membrana, e contatti elettrici disposti adiacenti al detto dischetto, e si caratterizza per il fatto che la detta membrana presenta almeno una porzione di lavoro particolarmente assottigliata e per il fatto che sono previsti organi di sostegno e guida di detta membrana atti ad inibire deformazioni irregolari di detta porzione di lavoro, in corrispondenza di detto dischetto.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione di una forma di'esecuzione preferita dell'invenzione, illustrata a titolo indicativo negli uniti disegni, nei quali:

- La Figura 1 mostra una sezione longitudinale,secondo la traccia I-I di fig. 2,del pressostato oggetto dell'invenzione; - La Figura 2 ? una vista da sotto del pressostato di figura i;

- La Figura 3 evidenzia in sezione la struttura della membrana del pressostato di figura 1; e

- La Figura 4 evidenzia schematicamente ed in posizione isolata gli elementi che determinano il funzionamento del pressostato.

Con riferimento alle figure citate, il pressostato a

membrana secondo la presente invenzione ? globalmente

indicato con il numero di contrassegno 1. Esso presenta, per sommi capi, un corpo o guscio 2 definito da

due semigusci impegnabili tra loro a tenuta: un primo semiguscio 3 ed un secondo semiguscio 4. Internamente

al corpo 2 i semigusci 3 e 4 definiscono rispettivamente una prima camera 5 ed una seconda camera 6 separate tra loro a tenuta da una membrana 7.

La prima camera 5 e la seconda camera 6 comunicano

con l'esterno del corpo 2 tramite rispettivamente un

primo condotto 5a ed un secondo condotto 6a sfocianti distanziati tra loro. Si rileva inoltre che la seconda camera 6 ? dotata, nella forma di esecuzione del pressostato 1 indicato nelle figure,di contatti elettrici 8 facenti capo all'esterno del corpo 2. I con

tatti elettrici 8 sono collegabili tra loro tramite un dischetto 9 metallico associato alla membrana 7. Inoltre, sempre nella forma di esecuzione illustrata nelle figure, la seconda camera 6 ? attraversata da una molletta di compressione 10.

Vantaggiosamente, come evidenzia la figura 3, la membrana 7 presenta una porzione centrale 11 sostanzialmente sagomata a cupola e controsagomata alla zona centrale 12 del dischetto 9. La porzione centrale 11 della membrana 7 ? dotata inoltre di una appendice 13, sagomata sostanzialmnete a piolo, inseribile in un foro 14 centrale al dischetto 9 .

I bordi della porzione centrale 11 della membrana 7 proseguono con una porzione discoidale 15 che gradualmente si assottiglia fino ad un risalto di bordo 16, complessivamente sviluppantesi ad anello?toroidale. La parte della porzione- discoidale 15 pi? sottile e prossima al risalto di bordo 16 costituisce, nella membrana 7, una porzione di lavoro 17 particolarmente sensibile agli sforzi applicati alla membrana stessa. La figura 1 evidenzia che la membrana 7 ? serrata a tenuta dai semigusci 3 e 4 direttamente in corrispondenza del suo risalto di bordo 16.

Inoltre la membrana 7 ? mantenuta a contatto con il dischetto 9 non soltanto per l?inserimento dell?appendice 13 nel foro 14, avente prevalente funzione di centraggio, ma anche dalla molletta 10 che si inserisce nella zona centrale 12 a cupola del dischetto 9 sospingendo leggermente quest?ultimo contro la corrispondente porzione centrale 11 della membrana 7.

Sono vantaggiosamente previsti degli organi di sostegno e guida della membrana 7 atti ad inibire sostanzialmente tutte le deformazioni irregolari della membrana in generale e della porzione di lavoro 17 in particolare, in adiacenza del dischetto 9.

Questi organi di sostegno e guida sono realizzati da pi? elementi cooperanti tra loro: l'impegno ad incastro senza incollaggio della porzione centrale 11 sulla zona centrale 12, le dimensioni in senso radiale del dischetto 9, ed in particolare la presenza di un risalto anulare di sostegno 18 sporgente dal secondo semiguscio 4 in adiacenza del risalto di bordo 16.

Come illustra schematicamente la figura 4, il risalto anulare di sostegno 18 isola nella porzione di lavoro 17 della membrana 7 un tratto della stessa pi? adiacente al risalto di bordo 16 dal restante tratto immediatamente adiacente al bordo 19 del dischetto 9. Vantaggiosamente, il risalto anulare di sostegno 18 ed il bordo 19 del dischetto 9 sono posizionati cos? prossimi tra loro che il rapporto tra il diametro del dischetto 9 e la distanza diametrale interna del risalto anulare di sostegno 18 risulta eguale o maggiore di 0,9.

Inoltre, preferibilmente ? vantaggiosamente previsto che il rapporto tra il diametro del dischetto 9 ed il diametro dell.a porzione discoidale 15 della membrana 7 sia eguale od inferiore a 0,-8.

Ad ulteriore precisazione si specifica che la membrana 7 presenta preferibilmente uno spessore, in corrispondenza della porzione di lavoro 17, di0,2mm e che la membrana stessa ? realizzata in elastomero al silicone. La figura 1 evidenzia ancora che la molletta 10 ? ospitata, in corrispondenza della sua estremit? opposta a quella inserita nella zona centrale 12 del dischetto 9, in un elemento a bicchiere 20 incavato ed esternamente dotato di una porzione filettata 21 inserentesi nel secondo semiguscio 4 e di una porzione dilatata 22 proseguente la porzione filettata 21 ? terminalmente dotata di un labbro 23 di tenuta con il secondo semiguscio 4.

La chiusura del corpo 2 ? completata da piolini 24 inseribili ad incastro permanente tra i semigusci 3 e 4. Il funzionamento del pressostato a membrana secondo l'invenzione ? il seguente.

Il corpo o guscio 2 viene predisposto chiuso ed i condotti 6a e 6b vengono collegati separatamente con le zone da controllare,* quanto a reciproco dislivello di pressione. In particolare il primo canale 5a viene collegato con la detta zona che si prevede possa assumere una pressione superiore a quella alla quale ? connesso il secondo condotto 6a.

In condizione di montaggio la molletta 10 mantiene il dischetto 9 separato dai contatti 8 e l'azione della molletta 10 pu? essere regolata con estrema precisione intervenendo sul grado di avvitamento dell'elemento a bicchiere 20.

La tenuta del pressostato ? garantita dall'impegno a vite dell'elemento a bicchiere 20 -con il secondo semiguscio 4, dal labbro 23 agente tra gli stessi elementi a bicchiere 20 e il secondo'semiguscio 4, nonch? dal risalto di bordo 16 della membrana 7 serrato tra i semigusci 3 e 4.

Quando si verifica una sovrapressione nella prima camera 5, rispetto alla seconda camera 6, la membrana 7 si deforma elasticamente fino a portare il dischetto 9 sui contatti 8, cos? da attivare opportuni orgarni di segnalazione o intervento.

La deformazione elastica della membrana 7 ? estremamente precisa e regolare per il fatto che la stessa ? quidata nelle sue deformazioni dal risalto anulare di sostegno 18, disposto molto prossimo al bordo 19 del dischetto 9. In pratica tutte le deformazioni elastiche della membrana 7 sono sostanzialmente radiali e la porzione di lavoro 17 si pu? incurvare, tra il risalto anulare di sostegno 18 ed il bordo 19, solo in modo molto regolare, senza punti di discontinuit?, assumendo in sezione profili a catenaria.

Questo risultato ? conseguito anche grazie al centraggio estremamente preciso esistente tra il dischetto 9 e la membrana 7, per la presenza della appendice 13, nonch? per l'assenza di ulteriori elementi, ad esempio colla, tra il dischetto 9 e la membrana 7.

L'invenzione raggiunge cos? gli scopi proposti.

Si sottolinea che numerose prove pratiche hanno dimostrato che il pressostato 1 ? in grado di rilevare con estrema precisione e costanza nel tempo anche pressioni dell'ordine di 1?2 millibar, vale a dire pressioni estremamente lievi.

L'invenzione ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Ad esempio la molletta 10 pu? essere omessa, i contatti 8 possono essere variamente predisposti ed anche situati in entrambe le dette camere 5 e

6 ed ? possibile predisporre due dischetti 9 serrati a sandwich sulla membrana 7.

Il pressostato 1 pu? poi essere montato anche in posi

Claims (13)

R I V E N D I C A Z I O N I

1) Pressostato a membrana per il controllo di piccoli gradienti di pressione, comprendente, in un corpo contenitore definito da due semigusci associabili a tenuta tra loro, una prima ed una seconda camera comunicanti con l?esterno di detto corpo tramite rispettivi condotti e separate tra loro da una membrana elasticamente deformabile, almeno un dischetto in materiale elettr icamente conduttivo associato a detta membrana, e contatti elettrici disposti adiacenti a detto dischetto, caratterizzato dal fatto che la detta membrana presenta almeno una porzione di lavoro particolarmente assottigliata e dsfl.fatto che sono previsti organi di sostegno e guida di detta membrana atti ad inibire deformazioni irregolari di detta porzione di lavoro, in corrispondenza di detto dischetto.

2) Pnessostato a membrana secondo la rivendicazione 1, caraterizzato dal fatto che il detto dischetto ? centralmente impegnata alla detta membrana, e dal fatto che i detti organi di sostegno e guida comprendono un risalto anulare di sostegno emergente da detto corpo contenitore ed impegnante la detta membrana in adiacenza del bordo di detto dischetto.

3) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta porzione di lavoro definisce il tratto terminale di una porzione discoidale di detta membrana, e dal fatto che la porzione di lavoro stessa ? impegnata per contatto con il detto risalto anulare di sostegno.

4) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 3, caratte rizzato dal fatto che il rapporto tra il diametro del detto dischetto e la distanza diametrale interna del detto risalto anulare di sostegno ? maggiore od eguale a 0,9.

5) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta membrana presenta uno spessore gradualmente assottigliantesi dal centro verso il bordo fino a definire in corrispondenza del bordo stesso un risalto di bordo.

6) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il detto risalto di bordo ? direttamente serrato tra i detti semigusci, detto risalto realizzando direttamente una guarnizione di tenuta.

7) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta membrana ? realizzata in elastomero al silicone.

8) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta membrana presenta centralmente un profilo a cupola controsagomato a quello di una zona centrale del detto dischetto, e dal fatto che in detta zona centrale ? inserita una molletta di compressione attiva su detto dischetto in direzione di detta membrana.

9) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 8, caratte rizzato dal fatto che la detta molletta presenta l'estremit? opposta a quella inserita nella detta zona centrale del detto dischetto, impegnata in un elemento a bicchiere associato mediante mezzi a vite in un detto semiguscio.

10) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il detto elemento a bicchiere ? dotato di un labbro di tenuta impegnantesi con il detto semiguscio.

11 )Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti semigusci sono impegnati tra loro per incastro permanente tramite piolini.

12) Pressostato a membrana secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto corpo contenitore presenta alette di incastro amovibili con il dispositivo nel quale va inserito.

13) Pressostato a membrana per il controllo di piccoli gradienti di pressione, secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descr?tto ed illustrato, per gli scopi specificati.