IT8322421A1 - Doppia valvola elettromagnetica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad una doppia val vola elettromagnetica secondo le generalit? della ri vendicazione 1

Doppie valvole del genere vengono impiegate per esempio negli impianti di regolazione per la regolazione di posizione dei satelliti, la valvola doppia presenta in questo caso due valvole comandabili elettricamente in sincronismo, disposte in un involucro comune, ciascuna delle quali serve alla regolazione del flusso di uno dei due fluidi (o sostanze).

Sul lato d?uscita, per esempio, i condotti d'uscita delle due valvole sono riuniti e vengono addotti ad camera di reazione di un propulsore di posizione del satellite, le due valvole della doppia valvola presentano ciascuna come corpo di valvola un'ancora, che con l'ausilio di un magnete viene mantenuta in ma posizione valvolare definita, per esempio nella posizione di chiusura della valvola. Per commutare L'ancora nell'altra posizione valvolare definita, in sto caso nella posizione di apertura, sono previsti per entrambe le valvole degli elettromagneti, che vengono azionati mediante una corrente di comando.

Essenziale per il perfetto funzionamento di una tale doppia valvola ? il sincronismo del funziona mento delle singole valvole. Nelle descritte condizio-

ni d'impiego della doppia valvola per il comando di un propulsore di posizione per satellite ci? significa che entramhe le valvole devono venire contemporaneamente aperte e anche contemporaneamente chiuse. Comunemente ci? viene ottenuto per il fatto che entrambi i corpi di valvola delle singole valvole sono accoppiati ra loro meccanicamente. Una tale soluzione ? per? costosa. L'altro canto, senza un accoppiamento meccanico del genere a causa dei diversi parametri meccanici e fisici all?interno delle singole vai vole, si manifesta un considerevole scostamento dalla desiderata contemporaneit? di comando delle due

valvole in apertura e in chiusura, che nei casi in cui ? importante un'alta precisione del funzionament

sincrono, non soddisfa pi? ai requisiti desiderati L'invenzione si propone lo scopo di sviluppare in tal modo una doppia valvola della tecnica no ta da poter ottenere un elevato sincronismo di funzionamento di entrambe le singole valvole della doppia valvola senza un costoso accoppiamento meccanici Questo scopo viene raggiunto secondo l?in-

venzione mediante gli accorgimenti costituenti la sostanza caratterizzante della rivendicazione 1.

L'essenziale concetto inventivo consiste nel collegare quasi in serie il flusso magnetico del o de i magneti, permanenti con cui l e due valvole vengonomantenute in una definita posizionevalvolare, attraverso le due ancore, in modo che entrambe le ancore siano soggette a un campo di flusso magnetico comune quindi un'ancora si solleva per il comando degli elettromagneti, l'?ntero fiusso magnetico ne risulta considerevolmente ridotto, per cui viene azionata an che la seconda valvola. Se, come di consueto, le valvole vengono mantenute dai magneti in posizione di chiusura, al sollevamento di un?ancora la forza di tenuta applicata all?altra ?ncora si riduce per l'in terruzione del flusso magnetico, per cui il processo di commutazione ne viene agevolato. Un effet to analo go si ottiene anche alla commutazione della valvola nell'altra posizione definita cio? nell posizione. di chiusura. Infatti quando una valvola si chiude, anche il flusso magnetico si richiude e si rinforza corrispondentemente, per cui la forza di chiusura dell'altra valvola ne viene considerevolmente aumentata e anch?essa subito si chiude. Con una tale configurazione valvolare si raggiunge un elevato sincro nismo dei processi di commutazione della doppia valvola, senza che a tale scopo si debba prevedere un costoso accoppiamento meccanico.

Preferibilmente anche gli avvolgimenti degli elettromagneti sono collegati elettricamente in serie, perch? in tal modo il numero di amperspire rima ne uguale per entrambe le valvole.

Una conformazione particolarmente vantaggio? della valvola si ricava dalla rivendicazione 4. Le ancore delle due singole valvole sono in questo caso posizionate nell'involucro delle valvole con possibilit? di brevi escursioni oscillatorie. Le singole valvole vengono mantenute in posizione di chiusura mediante due magneti permanenti a cuneo impegnati fra le due ancore nella loro zona superiore, il cui flusso magnetico abbraccia ugualmente le due ancore. Mediante una bobina di elettromagnete abbracciante ugualmente le due ancore nella loro zona superiore le due valvole possono essere spostate in sincronismo nell'altra posizione di ribaltamento, in cui entrambe le singole valvole sono aperte. Il sincronismo dei processi di commutazione e assicurato in primo luogo dal sopra citato flusso magnetico comune attraversante entrambe le ancore, e in secondo luogo dalla bobina elettromagnetica agente in comune su entrambe e ancore delle singole valvole.

Altre configurazioni e vantaggi dell'invenzione risultano dalle sottorivendicazioni in unione alla seguente descrizione, in cui l'invenzione ? me glio chiarita sulla scorta dei disegni in due esempi di forma di realizzazione, I disegni rappresentano:

in fig.1, una sezione trasversale schemati ca di una doppia valvola secondo l'invenzione in un primo esempio di forma di realizzazione;

in fig.2,una vista parzialmente sezionata di una doppia valvola secondo l'invenzione in un secondo esempio di forma di

in fig. 3, una sezione parziale della doppia valvola di fig. 2 lungo la linea III-III.

In fig.1 ? rappresentata una doppia valvola azionabile elettromagneticamente comprendente due singole valvole V1 e V2. Le due singole valvole sono costruite identiche, per cui verr? descritta solo la valvola 71. L'involucro della singola valvola V1 consta di un tappo d'involucro supriore 2 edi un tappo d'involucro inferiore 3, che nei loro assi longitudinali presentano un condotto d'alimentazione 4 per u na prima sostanza A e un condotto d'uscita 5, i condotti d'alimentazione e d'uscita essendo coassiali, I due tappi sono collegati con una bussola 6 che in assima parte ? magneticamente non conduttiva all'interno della bussola ? scorrevolmente posizionata un'ancora cilindrica 7 La superficie inferiore ri? volta verso il tappo inferiore d'involucro 3, dell'ancora cilindrica 7 ? conformata come superficie attiva di una testa di valvola, che collabora con una sede di valvola 8 dell'estremit? superiore del condotto d'uscita 5. Quando l'ancora, come indicato in fig. 1, e appoggiata con la sua superficie cilindrica inferiore su questa sede di valvola, la valvola V1 ? chiusa. Quando l'ancota 7 viene sollevata dalla sede

ca superiore sull'imboccatura del condotto di alimentazione 4. la sostanza A attraverso aperture di rassaggio non rappresentate previste nell'ancona,pu?

ncircolar dal condotto d 'alimentazione attraverso l?ancora al condotto d'uscita 5 e da questo all'esterno.

La seconda singola valvola V2, conformata allo stesso modo, ? disposta parallelamente alla pri ma e serve per la regolazione del flusso di una seconda sostanza B.

Le due singole valvole vengono mantenute nella posizione di chiusura rappresentata in figura, ri spettivamente, daun magnete anulare M1 e da un magnete anulare M2. Questi magneti anulari circondano la bussola 6 magneticamente non conduttiva nella zona del bordo superiore del rispettivo tappo inferiore d 'involucro 3 per cui essi esercitano sull'ancora 7 una forza magnatica in direzione della sede di valvola 8. Entrambi i magneti anulari sono magnetizzati a sialmente , il polo nord del magnete anulare M1 essen do situato sul lato superiore del magnate anulare, e il polo nord del magnete anulare 2 sul suo lato infe fiore. I due magneti anulari sono sostenuti da una comune prima piastra di giogo 9 magneticamente conduttiva , che presenta aperture per le bussole 6 e i tappi filettati e collega magneticamente il polo sud del primo magnete anulare M1 col polo nord del secondo magnete anulare M2. Al di sotto di questa pr[ima piastra di giogo ? disposta una piastra distanziatri ce Pus similmente configurata, di materiale magneticamente non conduttivo, a cui si unisce una seconda piastra di giogo 11 anch'essa configurata come piastra di giogo, magneticamente conduttiva. Questa se conda piastra di giogo inferiore 11 ? tenuta dalle flange 12 dei due tappi d'involucro inferiori 3

Sulla parte superiore dei due magneti anulari giace un involucro cilindrico 13 di materiale magneticamente conduttivo, che circonda la bussola 6 e una parte del tappo superiore d'involucro 2 ed in cui sono disposte, rispettivamente, le bobine di elettromagnete S1 ed S2. La parete inferiore dell'involucro, magneticamente co nduttiva, appoggiata ai magne ti anullari ? indicata con 14. Nella zona in cui questa parete d?involucro 14 circonda la bussola 6, quest'ultima ? di materiale magneticamente conduttivo. Questa zona ? indicata con 6m. le bobine di elettromagnete S1 ed S2 possono essere alimentate in sincronismo con una corrente fornita da un circuito di comando non rappresentato .

Il funzionamento della doppia valvola descritta ? il seguente:

In assenza di corrente nelle bobine S1 ed S2, entrambe le ancore 7 delle singole valvole V1 e V2 sono premute sulla sede di valvola 8. Il flusso magnetico indicato con F attraverso il circuito d ' ancora ? rappresentato tratteggiato in fig. 1. Il flusso magnetico esce dal polo nord delmagnete anulare M1 , percorre la parete interiore d?involucro 14,l'an cora 7 e il tappo inferiore d?involucro 3 dell'elettrovalvola 1, richiudendosi attraverso la seconda, in feriore, piastra di giogo 11 nel tappo inferiore d'i nvolucro della seconda valvola, poi attraverso la sua ancora, la sua parete inferiore d'involucro fino al polo sud del secondo magnete anulare M2 della seconda singola valvola e poi dal suo polo nord attraverso la prima piastra forata superiore 9 fino al polo sud del magnate anulare M1. Da ci? ? evidente che per due valvole viene indotto un flusso magnetico comune spazialmente chiuso.

Quando le due bobine 51 e 52 di entrambe le singole valvole vengono comandate in sincronismo si solleva dapprima p. es. l'ancora 7 della prima valvo la V1. Con ci?, per?, il flusso magnetico nel passag gio tra la superficie cilindrica inferiore dell'ancora e la superficie esterna superiore del tappo inferiore d'involucro 3 si indebolisce, e in sincronismo ad esso, naturalmente, anche il flusso magnetico attraversante la seconda valvola Y2. Questa perci? commuta immediatamente di seguito, quasi in sincronismo, alla prima valvola, per cui le ancore vengono mosse in sincronismo in direzione dell'imboccatura dei condot ti d'alimentazione 4. La valvola ? quindi aperta.

Quando la corrente di comando delle due bobine d'elettromagnete S1 e S2 viene interrotta in sincronismo, le due ancore vengono retrocesse dai ma gneti anulari in direzioneideila loro sede di valvola 8.Anche in questo caso, se una delle ancore dovesse eseguire uno spostamento pi? rapido o anticipato rispetto all'altra, il flusso magnetico ne verrebbe rinforzato in sincronismo per entrambe le valvole, per cui l'altra ancora verrebbe immediatamente retrocessa, fino a che entrambe le ancore fossero nuovamente insediate sulla loro sede di valvola 8 Entram be le singole valvole e quindi anche l'intera doppia valvola sono ora chiuse.

Per eliminare l'influenza dei campi di dispersione, entrambi i magneti anulari M1 e M2 sono provvisti di una schermatura antiparassitaria15 sulle loro superfiici laterali Inoltre, la bobine S1 ed possono essere collegate elettricamente inserie, il che non ? rappresentato in figura.

Mediante l'accoppiamento magnetico scherma lo di entrambe le singole valvole viene assicurato un elevato sincronismo delle loro funzioni.

Nell'esempio di forma di realizzazione di una doppia valvola descritto in fig. 1 le ancore di entrambe, le singole, valvole vengono spostate assialmente fra le due posizioni valvolari. Nella doppia valvola 11 rappresentata nelle figure 2 e 3 l'ancora esegue un movimento di oscillazione fra le due posizioni val volari, in base al quale la forza magnetica pu? essere pi? vantaggiosamente, utilizzata.

Per motivi di chiarezza, inquesto esempio di realizzazione sono stati attribuiti a parti uguali o agenti in modo uguale gli stessi numeri di riferimento di fig. ma muniti di un apice (').

La doppia a valvola 1' pr e senta un involucro 21 composto diuna piastra di base 22 e di un cofano

23 avente sezione trasversale circa ovale Nell'invo-

lucro sono disposte due singole valvole V1' e V2' che presentano la stessa forma costruttiva, per cui anche in questo caso per le parti essenziali viene

descritta solo la valvola V 1. Sul lato superiore del

cofano 23 vengono immessi nell'inv?lucro i condotti

d?alimentazione paralleli 4' delle due valvole.

Questi condotti d'alimentazione 4' sboccano in un vano

interno 24 delle valvole , che consta di due fori assia-

li di diametri diversi, ossia un foro superiore 25 e un foro inferiore 26 di diametro maggiore. In questo vano valvolare 24 p disposta un ' ancora 7 ' avente sezione trasversale a L. che consta di una pr?ma parte d'ancora c lindrica 7a' e di una seconda parte

d'ancora 7d' a forma di piastra . La parte d 'ancora

7a? ? liberamente posizionata nel foro superiore 25 dell?involucro con un gioco d. La parte d?ancora 7b'

estendentesi verso l?esterno nel foro inferiore 26 dell ?involucro ? bloccata alla sua estremit? esterna mediante due molle a foglia 27 disposte orizzontalme

te, nell?involucro della valvola. L?ancora 7? ? perci? trattenuta soltanto dalle molle a foglia 27 e

quindi, grazie al gioco d, pu? essere fatta oscillare nell 'apertura valvolare 24 attorno al punto di fissaggio della molla.

4 - Affinch? una sostanza possa circolare dal -condotto d'alimentazione 4' al condotto d'uscita 5' di una valvola, l'ancora 7' presenta nella sua parte cilindrica un foro assiale 28, che attraversa la superfic ie superiore dell'ancora nella zona dell'imboc catura del condotto d ' alimentazione 4' . Il foro 28 sbocca all a sua altra estremit? in una camera 29 nel corpo dell'ancora 7 ?.Da questa camera 29 si diramano i condotti radiali 30, che sboccano nella superficie esterna del'ancora, all'interno delle fresature 31 ivi previste. Al di sotto della camera 29 ? previsto il condotto radiale d'uscita 3'. Nella camera 29 ? pr evisto un elemento di tenuta 32 per l 'apertura o chiusura di una sede di valvola 33. L'elemento di tenuta 32 ? mantenuto premuto nella camera da una molla di pressione 34 e presenta uno spallamento 35, che ? assod ato a un corrispondentemente configurato

dento 36 all 'estremit? inferiore della camera 29.

All'elemento di tenuta 32 ? co llegato un p erno di val vola 37, che penetra nel foro d'uscita 5 ed ? ivi as sociato ad una sede di valvola, 38 corrispondentemente conformata.

La valvola V1' ? aperta quando l'ancora 7' ? inclinata verso sinistra nella figura. In questo caso lo spallamento 35 dell'elemento di chiusura 32 si appoggia allo spallamento 36 e il perno di valvola37 ? sollevato dalla sede di valvola 38. Una sostanza pu? allora fluire attraverso il condotto d?alimentazione 41, attraverso i fori 28 e i condotti 30 dell'ancora 7' dal condotto d'uscita 51. Per la chiusura della valvola l'ancora 7 viene inclinata verso destra, per cui il perno di valvola 27 si appoggia sulla sede di valvola 38. Con un'ulteriore inclinazione lo spallamento 33 dell'elemento di tenuta si solleva dal corrispondente spalamento 36 della camera 29 e l'elemeno di tenuta 32 col perno di valvola 37 viene premuto verso il basso dalla molla di pressione 34, per cui la valvola ? mantenuta chiusa.

In luogo della descritta sede di valvola pu? ovviamente essere impiegato anche un altro tipo di valvola, purch? essa possa venire aperta o chiusa quando l'ancora si sposta nelle due posizioni di o-

valvola V1' e V2' come pure la partedi valvola che si trova al di sopra di quest'ancora sono circondate da una bobina di elettromagnete S' in comune. La bobina S' viene evvitata e diseccita da un circuito comando non rappresentato.

Data la forma ovale dell' avvolgimento della bobina, in corrispondenza di ciascuna dei lati lunghi dell'ovale rimane uno spazie libero cuneiforme, in cui sono inseriti due magneti permanenti cuneifor mi M1' e M2', ciascuno accostato alle due parti d'an cora 7a'. Questi magneti giacciono con le loro super fici cuneiformi direttamente sulle parti che limitano i fori d'involucro 25 e si sovrappongono almeno parzialmente nel loro sviluppo assiale alle parti d'ancora cilindriche 7a' che penetrano in questi fori 25. I magneti permanenti sono magnetizzati radialmente ed operano entrambi in comune su entrambe le ancore 7' delle due singole valvole V1' e V2'. Il flusso magnetico F' che percorre le due ancore 7' ? schematicamente rappresentato tratteggiato in fig. 3. Iniziando dal polo nord sul lato cuneiforme del magnete M1' il flusso magnetico percorre l'ancora '7 della prima singola valvola questa al polo sud del magnete M2' contrapposto, dal polo nord di questo attraverso l'ancora 7', della seconda singola valvole 2' e da questa di ritorno al polo sud della seconda superficie cuneiforme del magnete permanente M1' Anche in tal caso si ha per entrambi i circuiti d'ancora un flusso magnetico in comune, per cos? dire

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1. Doppia valvola elettromagnetica con due

nismo, ciascuna delle quali serve per la regolazione del flusso di una di due sostanze e che presentano ciascuna come corpo di valvola un'ancora, e inol tre un magnete situato nel circuito d'ancora per il mantenimento dell'ancora in una posizione valvolare definita, come pure, un elettromagnete per cammutare l'ancora nell'altra, posizione valvolare defi nita mediante l'applicazione d una corrente di comando, caratterizzata dal fatto che i circuiti d'ancora conducenti il flusso, magnetico, (F) dei magneti {MI, M2) di entrambe le singole valvole (V1, V2) sono collegati in serie, per cui l'intero flusso magnatico (F) delle due valvole percorre un unico circuito spazialmente chiuso,

2. Doppia valvola secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto che inoltre gli avvolgimenti dei due elettromagneti sono collegati elettricamente inserie.

3. Valvola doppia secondo una delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata dal fatto che nella valvola doppia (1) le ancore (7) delle singole valvole (V1, V2) nelle loro direzioni di movimento sono orientate parallelamente fra loro, che ad una estremit? ( estremit? inferiore) di ciascuna ancora (7) ? disposto un magnete permanente anulare che la circonda (magnete anulare M1, M2) e all'altra estremit? (estremit? superiore) dell'ancora una bobina di elettromagnete (S1, S2 ) circondante l'ancora, e che sono previsti un primo giogo superiore(9)colsul latoinferiore dei magneti e inoltre un secondo giogo inferiore (11) da questo magneticamente isolato per il collegamento del flusso magnetico delle due singole valvole.

4. Doppia valvola secondo la riv, 1, carat terizzato dal fatto che le ancore (7' ) presentanti un elemento di chiusura (32) delle singole valvole (V1' V2') nell?involucro di valvola (21) sono posizionate ciascuna inclinabilmente ( mediante le molle a foglia 27) e possono assumere due posizioni di inclinazione definite, corrspondenti alle posizioni valvolari, che le ancore (7?) sono mantenute da magneti permanenti (M1', M2') in una zona allontanata rispetto al punto di supporto (in 27) in una posizione valvolare definita (posizione di chiusura) e che il flusno magnetico (F') dei magneti permanenti abbraccia insieme entrambe le ancore (7' )elle singole valvole (V1',V2?).

5. Doppia valvola secondo la riv. 4. caratterizzata dal fatto che le ancore (7') delle due singole valvole (V1', V2') sono disposte ravvicinate, sono mantenute inclinate una verso l'altra nella ??sizione di chiusura e inclinate in senso di scostamento una dall'altra nella posizione di apertura, e che nella zona fra le ancore sono previsti magneti permanenti (M1?, M2') in comune alle due ancore.

6. Doppia valvola secondo una delle rivendicazioni 4 e 5, caratterizzata dal fatto che le par -ti (7a') delle ancor e (7') rivolte ai magnetipermanenti (M1',M2 ' ) sono mantenute libere con gi oco ( d ) in due fori cilindrici (25) 4dell'involucro delle valvole situati situati ad assi paralleli direttamente contigui, e che nello, spazi o fra i fori e le loro superfici tangenti comuni (contorno di S?) sono posti due magneti permanenti (M1', M2?) cuneiformi contrapposti, le cui superfici cuneiformi adiacenti ai fori (25) sono magnetizzate ciclicamente.

7. Doppia valvola secondo la riv.6, caratterizzata dal fatto che le ancore (71) sono conformate con sezione trasversale ad L, che la gamba della L rivolta ai magnati permanenti ? posizionata nel foro d?involucro (25) e l?altra gamba della L, in un altro foro d?involucro (26), e che le ancore sono tenute inclinabilmente all'estremit? di questa seconda gamba della 1 ( mediante le molle a foglia 27).

8. Doppia valvola secondo la riv. 7 , cara terizzata dal fatto, che la seconda gamba della L di ciascun'ancora (7 ') ? tenuta mediante una molla a fo glia (27) incastrata nell'involucro di valvola (21).

9. Doggia valvola secondo una delle rivendi cazion? da4 a 7, carat teriz zata dal fatto, che sul lato inferiore delle due ancore (7') ? previsto un elemento di chiusura (29) contrapposto al supporto i nclinabile (in 27) per una sede di valvola (30) di un condotto d? efflusso ( 5 ' ) .

10. Doppia valvola secondo la r?v . 9, caratterizzata dal fatto che l'elemento di chiusura (29) ? posizionato elasticamente.

11. Doppia valvola secondo una delle precedenti rivendinazioni, caratterizzato dal fatto che l'ancora (7, 7') presenta aperture di passaggio (28).