ITMC20090173A1 - Elettrovalvola perfezionata per rubinetti idraulici ad azionamento automatico. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

“ELETTROVALVOLA PERFEZIONATA PER RUBINETTI IDRAULICI AD AZIONAMENTO AUTOMATICO”.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un’elettrovalvola per rubinetti idraulici incorporante un elettromagnete, ad azionamento automatico, la cui ancora mobile è dislocata e scorre all’interno di una camera stagna, a secco, ed è preposta a movimentare l’otturatore dell’elettrovalvola.

La presente invenzione è stata sviluppata in seno al settore dei rubinetti corredati di un elettromagnete, azionato automaticamente da una fotocellula, che abilita l’apertura del rubinetto non appena rileva un corpo estraneo in avvicinamento del rubinetto, così come la stessa fotocellula è responsabile della successiva chiusura del rubinetto non appena viene meno detto rilevamento.

Più precisamente l’elettrovalvola secondo il trovato è stata ideata per risolvere i problemi che penalizzano le elettrovalvole di tipo noto, alimentate tramite una batteria in essa incorporata.

È ovvio che questo tipo di elettrovalvole vengono preferite a quelle alimentate con corrente di rete a causa della loro semplice, rapida ed economica istallazione, che non richiede l’esecuzione di collegamenti elettrici da affidare a personale specializzato.

Proprio per questo motivo questo tipo di rubinetti corredati di elettrovalvole azionate da un elettromagnete alimentato a batteria hanno preso sempre più piede nel mercato e i costruttori nel tempo hanno cercato di sviluppare soluzioni mirate a ridurre sempre più i consumi energetici di tali dispositivi, al fine ovviamente di allungarne la durata di funzionamento.

La presente invenzione costituisce un perfezionamento di quella tipologia di elettrovalvole idrauliche che incorporano un magnete permanente preposto a mantenere l’ancora mobile dell’elettromagnete nell’assetto cui corrisponde l’apertura dell’otturatore .

Più precisamente non appena la fotocellula rileva un corpo estraneo in avvicinamento al rubinetto, abilita il passaggio di corrente in un verso attraverso la bobina dell’elettromagnete con conseguente sollevamento dell’ancora mobile ed apertura dell’otturatore.

Non appena l’ancora mobile giunge il suo punto morto superiore, la stessa viene trattenuta in questa posizione sollevata da un apposito magnete, atto ad impedire che detta ancora mobile possa ricadere verso il basso per effetto del proprio peso.

Non appena detto corpo estraneo si allontana dal rubinetto a sufficienza per non essere più rilevato dalla fotocellula, quest’ultima provvede ad eccitare l’elettromagnete alimentandolo con una corrente di verso opposto a quella della fase precedente, determinando così una nuova traslazione dell’ancora mobile, che in tale circostanza scende verso il basso vincendo la forza di attrazione dell’anzidetto magnete, con conseguente chiusura dell’otturatore.

Risulta quindi ovvio che il consumo energetico di siffatte elettrovalvole idrauliche è alquanto ridotto al minimo, in quanto l’alimentazione del relativo elettromagnete avviene per brevissimi istanti e cioè per quel tempo che serve per far cambiare assetto all’ancora mobile dell’elettromagnete tra le sue due posizioni di finecorsa, cui corrispondono rispettivamente l’apertura e la chiusura dell’otturatore della dell’elettrovalvola.

Attualmente l’ancora mobile dell’elettromagnete è alloggiata e scorrevole all’interno di una camera piena d’acqua, che presenta un foro di uscita ed un foro di entrata dell’acqua.

Si precisa che le forze in gioco per la movimentazione dell’ancora mobile presentano valori alquanto ridotti; basti pensare che gli impulsi elettrici che vengono dati alla centralina per la movimentazione di detta ancora sono dell’ordine di 50 milliampere e durano circa 30 millisecondi. Ciò significa che il corretto funzionamento della elettrovalvola idraulica risente negativamente della presenza di eventuali, pur lievi, ossidazioni, incrostazioni calcaree o impurità all’interno della camera di alloggiamento e scorrimento di detta ancora mobile.

Risulta ovvio che una corsa incompleta di detta ancora mobile pregiudica il corretto azionamento dell’otturatore, con il rischio di avere perdite di acqua dal rubinetto chiuso o l’impossibilità di aprire il rubinetto medesimo.

Tutto ciò significa che questo tipo di elettrovalvole richiedono un’attenda manutenzione al fine di garantire sempre un perfetto scorrimento dell’ancora mobile e resistenze minime a detto scorrimento.

Scopo della presente invenzione è quello di ideare un’elettrovalvola per rubinetti idraulici, ad azionamento automatico, comandata da una fotocellula, la quale ponga rimedio agli inconvenienti sopra denunciati della tecnica nota.

Più precisamente scopo dell’invenzione è quella di realizzare un’elettrovalvola idraulica in cui l’ancora mobile dell’elettromagnete sia alloggiata in una sede non esposta a fenomeni di ossidazione o incrostazione né al rischio di essere inquinata con impurità contenute nell’acqua in attraversamento del rubinetto.

Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di ridurre i fattori di resistenza che contrastano le libere corse alterne dell’ancora mobile.

Questi ed altri scopi sono stati perseguiti dall’elettrovalvola perfezionata ad azionamento automatico, secondo il trovato, la quale si caratterizza per il fatto di adottare , per la prima volta, una camera stagna a secco per l’alloggiamento e lo scorrimento dell’ancora mobile preposta alla movimentazione dell’otturatore.

Per maggior chiarezza esplicativa la descrizione dell’elettrovalvola idraulica secondo il trovato prosegue con riferimento alle tavole di disegno allegate, riportate solo a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

- la figura 1 mostra l’elettrovalvola secondo il trovato sezionata con un piano verticale e con l’otturatore in assetto di chiusura;

- la figura 2 è identica a figura 1, ma con l’otturatore in assetto di apertura;

- la figura 3 è una vista assonometrica in esploso dell’elettrovalvola secondo il trovato sezionata con un piano passante per il suo asse longitudinale.

Con riferimento alla figura 1, l’elettrovalvola secondo il trovato comprende un corpo valvola (1), nel quale è ricavata una sede cilindrica (1a) sul fondo della quale sfocia il condotto di ingresso (2), ad asse verticale, dell’acqua proveniente dalla rete idrica.

Detta sede cilindrica (1a) presenta inferiormente un gradino anulare (1b), che funge quale elemento di battuta per un primo inserto (A) a forma di tamburo, recante un condotto eccentrico (C), ad asse verticale, atto a convogliare l’acqua proveniente dal condotto di ingresso (2) all’interno di una prima camera (3) delimitata inferiormente dalla faccia superiore (F1) di detto inserto (A).

Al centro di detto inserto (A) e in corrispondenza di detta faccia superiore (F1) è ricavato il foro di imboccatura (4a), del condotto di uscita (4) dell’acqua, il quale comprende un primo ramo discendete ad asse verticale (4b) ed un secondo ramo radiale ad asse orizzontale (4c , 4d).

Al di sopra di detto primo inserto (A) è dislocato un secondo inserto (B) la cui faccia inferiore (F2) delimita superiormente detta prima camera (3).

Con particolare riferimento alla figura 3, sia il primo inserto (A) che il secondo inserto (B) presentano sulle loro facce contrapposte (F1 e F2) ed in corrispondenza del loro perimetro esterno una gola anulare (G1 e G2).

Dette gole (G1 e G2) sono di identiche dimensioni e perfettamente contrapposte l’una sull’altra.

Dette gole (G1 e G2) fungono quali sedi di serraggio del bordo (5a) di una membrana circolare (5) in grado di assumere due assetti, il primo di chiusura, mostrato in fig. 1, in cui risulta schiacciata verso il basso così da occludere l’imboccatura (4a) del condotto (4), il secondo di apertura, mostrato in fig. 2, in cui risulta sollevata, in battuta contro la faccia (F2), così da liberare l’imboccatura (4a) del condotto (4).

Si precisa che detta membrana (5) presenta una serie anulare di fori passanti (5b), ad asse verticale, atti a rendere intercomunicanti il condotto di ingresso (2) e detta prima camera (3).

Detto secondo inserto (B) presenta centralmente una seconda camera cilindrica (6), ad asse verticale, sulla cui parete di fondo sono ricavati due fori (7 e 8), il primo (7) eccentrico, atto a rendere intercomunicante detta prima camera (3) con la sovrastante seconda camera cilindrica (6), mentre il secondo foro (8) è centrale e rende intercomunicante detta seconda camera cilindrica (6) con un condotto radiale (9), ad asse orizzontale, ricavato su detto secondo inserto (B).

Detto condotto radiale (9) sfocia nella camera (1a) anzidetta che risulta intercomunicante con il condotto di uscita (4).

A quest’ultimo proposito si precisa che il secondo ramo radiale ad asse orizzontale (4c , 4d) del condotto (4) è ricavato per un primo tratto (4c) in seno a detto primo inserto (A) e per un secondo tratto (4d) in seno al corpo valvola (1).

All’interno di detta camera cilindrica (6) è inserito un otturatore (10) in grado di assumere due assetti, il primo di chiusura, mostrato in fig.1, in cui risulta schiacciato verso il basso così da occludere il foro (8) di accesso al sottostante condotto radiale (9), il secondo di apertura, mostrato in fig. 2, in cui risulta sollevato, così da non occludere detto foro (8).

Con particolare riferimento alla fig. 1, si sottolinea che detto primo foro (7) è ricavato in maniera tale da non risultare mai chiuso dall’otturatore (10) anche quando quest’ultimo risulta schiacciato verso il basso.

Il secondo inserto (B) termina superiormente con un bordo circolare (12), filettato internamente, dove è avvitato un elemento di contenimento (13) che nella fattispecie consiste in una campana cilindrica (13), la cui imboccatura inferiore è occlusa da un disco metallico (14) recante un foro centrale (14a).

All’interno di detta campana (13) è contenuto un rocchetto (16), con relativa bobina (17) e l’ancora (18), la quale risulta infilata e scorrevole esattamente entro il foro (14a) di detto disco che chiude inferiormente il vano di alloggiamento di detto rocchetto (16).

Sul cielo di detta campana (13) è fissato un magnete (19) che risulta alloggiato nell’imboccatura superiore del condotto centrale (16a) del rocchetto (16).

Sempre all’interno di detto condotto centrale (16a) e immediatamente al di sotto di detto magnete (19) è collocata una boccola (20) che funge da distanziale fra l’ancora mobile (18) e detto magnete (19).

All’interno di detta boccola (20) è infilato il tratto superiore (21a) di una molla (21), il cui tratto inferiore (21b) risulta invece infilato entro un foro cieco (18a) ricavato, dall’alto verso il basso, nell’ancora mobile (18).

Detta boccola (20) è in materiale metallico così da essere attratta dal sovrastante magnete (19) al quale rimane permanentemente attaccata.

Detta molla (20) risulta precompressa in maniera tale che la sua tendenza ad allungarsi generi una spinta che schiaccia verso il basso l’ancora mobile (18) fino a portarla in battuta contro una rondella (22) che chiude il foro centrale (14a) del disco (14).

Questa rondella (22) ha anche il compito di schiacciare una guarnizione (23) contro l’imboccatura della camera cilindrica (6) entro cui risulta alloggiato detto otturatore (10) in modo tale da impedire che l’acqua contenuta in detta camera (6) possa raggiungere il condotto centrale (16a) del rocchetto (16), all’interno del quale alloggia e scorre l’ancora mobile (18).

L’ancora mobile (18) in fase di discesa, può trasferire la sua spinta di schiacciamento all’otturatore (10) grazie all’interposizione di un puntale (24) ad asse verticale, la cui base ingrossata risulta incastrata nell’otturatore (10), mentre la sua punta è infilata attraverso detta guarnizione (23) e attraverso la sovrastante rondella (22) così da poter penetrare all’interno di detto condotto centrale (16a) dove risulta permanentemente infilata, a rubinetto aperto, per il fatto che detto otturatore (10) è costantemente soggetto alla spinta di sollevamento di una molla precompressa (25) alloggiata entro la camera (6) ed esercitante una spinta verso l’alto su detto interruttore (10).

Viene ora descritto il funzionamento della valvola secondo il trovato, a partire dalla condizione di chiusura della elettrovalvola.

Nella configurazione di fig.1 la membrana (5) è schiacciata, ostruendola, contro l’imboccatura (4a) del condotto di uscita (4).

Detto schiacciamento è conseguente alla pressione idraulica che insiste al di sopra della membrana (5) dove l’acqua, proveniente dal condotto di ingresso (2) può confluire passando attraverso la serie anulare di fori (5b) ricavati sulla membrana (5) medesima.

Grazie ad un’adeguata differenzazione fra le estensioni superficiali delle due facce contrapposte della membrana (5), quest’ultima è soggetta ad una spinta idraulica che la schiaccia contro la parete di fondo della camera (3), attuando così l’otturazione dell’imboccatura (4a) del condotto di uscita (4).

In questa condizione l’ancora mobile (18) è premuta verso il basso dalla molla (21) e l’otturatore (10) è schiacciato verso il basso dall’ancora medesima (18), con conseguente chiusura del foro (8) di accesso al condotto radiale (9).

Quando la fotocellula abilità il passaggio di corrente nella bobina (17), l’ancora mobile (18) viene sollevata fino ad arrivare in battuta contro la boccola distanziale (20), vincendo la forza antagonista della molla (21).

Arrivato a fine corsa di salita l’ancora mobile (18) resta attestata contro la boccola (20) per effetto della forza di attrazione esercitata dal sovrastante magnete (19).

Si precisa che l’alimentazione della bobina (17) avviene per il tempo minimo sufficiente (pochi istanti) per sollevare l’ancora mobile (18).

A tal proposito si precisa che la centralina comprende un dispositivo temporizzatore attraverso cui è possibile regolare il tempo di eccitazione dell’elettromagnete.

Quando l’ancora mobile (18) è ferma al suo punto morto superiore, il puntale (24) è libero di sollevarsi, solidalmente all’otturatore (10), sotto la spinta della molla precompressa (25) associata all’otturatore (10).

Quando l’ancora mobile (18) è sollevata, l’acqua contenuta nella seconda camera (6) confluisce, attraverso il foro (8) nel condotto (9), tramite in quale può raggiungere il condotto di uscita (4).

In questa circostanza la pressione idrostatica nella seconda camera (6) scende improvvisamente, dato che l’acqua in essa contenuta può fluire attraverso il condotto (9) e da questo imboccare il condotto di uscita (4).

Il calo di pressione nella seconda camera (6) determina un’analoga caduta nella prima camera (3), con conseguente sollevamento della membrana (5), sulla cui faccia superiore viene a mancare la pressione che prima era in grado di contrapporsi a quella agente sulla faccia inferiore, con conseguente apertura dell’imboccatura (4a) del condotto di uscita (4).

L’acqua quindi continua a sgorgare dal rubinetto, passando dal condotto di uscita (4) finché la fotocellula non eccita nuovamente la bobina (17) in modo da determinare la discesa dell’ancora mobile (18), favorita anche dalla distensione della molla (21).

A tale discesa dell’ancora mobile (18) corrisponde uno schiacciamento verso il basso del puntale (24) che si trasmette all’otturatore (10) che torna ad occludere il foro (8), con conseguente ripristino al di sopra della membrana (5) di una pressione idrostatica capace di schiacciare la membrana verso il basso e quindi occludere l’imboccatura (4a) del foro di uscita (4).

In una preferita forma realizzativa, tra la boccola (20) e l’ancora mobile (18) è interposta una rondella (R) in plastica che impedisce il contatto diretto tra l’ancora mobile (18) e la boccola (20), facilitando il distacco del primo (18) dalla seconda (20), nel momento in cui l’otturatore (10) deve abbassarsi per interrompere il passaggio dell’acqua attraverso il condotto di uscita (4).

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI Elettrovalvola per rubinetti idraulici, incorporante un elettromagnete, comprendente: a) un corpo valvola (1); b) un condotto di ingresso (2) attraverso cui l’acqua proveniente dalla rete idrica si riversa all’interno di detto corpo valvola (1); c) un condotto di uscita (4) dal corpo valvola (1); d) una membrana (5) ed un otturatore (10) operativamente connessi al fine di aprire e chiudere il condotto di uscita (4); e) un elemento di contenimento (13) che è fissato a detto corpo valvola (1) e che alloggia detto elettromagnete, il quale sua volta comprendente: - una bobina (17) dislocata all’interno di detto elemento di contenimento (13); - un rocchetto (16) sul quale è avvolta detta bobina (17); - un magnete permanente (19) solidale a detto elemento di contenimento (13); - un ancora mobile (18) che movimenta l’attuatore (10); - una camera (16a) all’interno della quale alloggia e scorre assialmente detta ancora mobile (18); elettrovalvola caratterizzata per il fatto che detta una camera (16a) è a secco e a tenuta stagna.
2. 2) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto di comprendere: - un disco metallico (14) che occlude l’imboccatura inferiore dell’elemento di contenimento (13) e chiude inferiormente il vano di alloggiamento di detto rocchetto (16); in cui detto disco metallico (14) presenta un foro centrale (14a) all’interno del quale risulta infilata esattamente e scorrevole l’ancora (18).
3. 3) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata per il fatto di comprendere: - una rondella (22) che chiude inferiormente il foro centrale (14a) del disco (14) - una guarnizione (23), dislocata interiormente alla rondella (22), che impedisce che l’acqua contenuta nel corpo valvola (1) possa raggiungere la camera (16a) del rocchetto (16); - un puntale (24) ad asse verticale, la cui base ingrossata risulta incastrata nell’otturatore (10), mentre la sua punta è infilata attraverso detta guarnizione (23) e attraverso la sovrastante rondella (22), così da poter penetrare all’interno di detto condotto centrale (16a) dove risulta permanentemente infilata.
4. 4) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata per il fatto di comprendere: - una boccola (20) che è alloggiata all’interno di detto condotto centrale (16a) e che funge da distanziale fra l’ancora mobile (18) e detto magnete (19).
5. 5) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata per il fatto di comprendere: - una molla (21) interposta tra il magnete (19) e l’ancora mobile (18); in cui detta molla presenta un tratto superiore (21a) ed un tratto inferiore (21b) rispettivamente infilati all’interno di detta boccola (20) ed entro un foro cieco (18a) ricavato, dall’alto verso il basso, nell’ancora mobile (18).
6. 6) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata per il fatto di comprendere: - una molla (25) che spinge costantemente verso l’alto detto otturatore (10).
7. 7) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata per il fatto di comprendere un primo inserto (A) a forma di tamburo ed un sovrastante secondo inserto (B) a forma di tamburo, che alloggiano entrambi entro il corpo valvola (1) e che definiscono una prima camera (3) dove alloggia detta membrana (5) ed una seconda camera (6) dove alloggia detto otturatore (10).
8. 8) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata per il fatto che: - nel corpo valvola (1) è ricavata una sede cilindrica (1a) sul fondo della quale sfocia il condotto di ingresso (2), ad asse verticale, dell’acqua proveniente dalla rete idrica. - detta sede cilindrica (1a) presenta inferiormente un gradino anulare (1b), che funge quale elemento di battuta per il primo inserto (A), recante un condotto (C), ad asse verticale, atto a convogliare l’acqua proveniente dal condotto di ingresso (2) all’interno della prima camera (3) delimitata inferiormente dalla faccia superiore (F1) di detto inserto (A). - al centro di detto inserto (A) e in corrispondenza di detta faccia superiore (F1) è ricavato un foro di imboccatura (4a), del condotto di uscita (4) dell’acqua, il quale comprende un primo ramo discendete ad asse verticale (4b) ed un secondo ramo radiale ad asse orizzontale (4c , 4d). - al di sopra di detto primo inserto (A) è dislocato il secondo inserto (B) la cui faccia inferiore (F2) delimita superiormente detta prima camera (3); - sia il primo inserto (A) che il secondo inserto (B) presentano sulle loro facce contrapposte (F1 e F2) ed in corrispondenza del loro perimetro esterno una gola anulare (G1 e G2). - dette gole (G1 e G2) sono di identiche dimensioni e perfettamente contrapposte l’una sull’altra; - detta membrana presente un bordo (5a); - dette gole (G1 e G2) serrano il bordo (5a) della membrana circolare (5), la quale è in grado di assumere due assetti: il primo di chiusura, in cui risulta schiacciata verso il basso così da occludere l’imboccatura (4a) del condotto (4), il secondo di apertura, in cui risulta sollevata, in battuta contro la faccia (F2), così da liberare l’imboccatura (4a) del condotto (4); - detta membrana (5) presenta una serie anulare di fori passanti (5b), ad asse verticale, atti a rendere intercomunicanti il condotto di ingresso (2) e detta prima camera (3); - detto secondo inserto (B) presenta centralmente la seconda camera cilindrica (6), ad asse verticale, sulla cui parete di fondo sono ricavati due fori (7 e 8), il primo (7) che rende intercomunicante detta prima camera (3) con la sovrastante seconda camera cilindrica (6), mentre il secondo foro (8) rende intercomunicante detta seconda camera cilindrica (6) con un condotto radiale (9), ad asse orizzontale, ricavato su detto secondo inserto (B); - detto condotto radiale (9) sfocia nella camera (1a) anzidetta, la quale risulta intercomunicante con il condotto di uscita (4); - detto secondo ramo radiale ad asse orizzontale (4c , 4d) del condotto (4) è ricavato per un primo tratto (4c) in seno a detto primo inserto (A) e per un secondo tratto (4d) in seno al corpo valvola (1); - l’otturatore (10) è in grado di assumere due assetti all’interno di detta camera cilindrica (6): il primo di chiusura, in cui risulta schiacciato verso il basso così da occludere il foro (8) di accesso al sottostante condotto radiale (9), il secondo di apertura, in cui risulta sollevato, così da non occludere detto foro (8); - detto primo foro (7) non risulta mai chiuso dall’otturatore (10), anche quando quest’ultimo risulta schiacciato verso il basso.
9. 9) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata per il fatto che detto elemento di contenimento (13) consiste in una campana cilindrica (13) la cui imboccatura risulta esternamente filettata.
10. 10) Elettrovalvola per rubinetti idraulici, secondo una delle rivendicazioni da 4 a 9, caratterizzata per il fatto di comprendere una rondella (R), in plastica, interposta tra l’ancora mobile (18) e la boccola (20).