ITMI20102424A1 - Dispositivo valvolare per erogare automaticamente due differenti portate di un fluido gassoso. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“ Dispositivo valvolare per erogare automaticamente due differenti portate di un fluido gassosoâ€

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo valvolare per erogare due differenti portate di un fluido gassoso comprendente un corpo tubolare provvisto di una cavità interna, una apertura di ingresso del fluido sfociante in detta cavità, una apertura di uscita del fluido proveniente dalla stessa cavità, un percorso di collegamento tra detta apertura di ingresso e detta apertura di uscita ricavato in detta cavità nonché mezzi per variare la sezione di passaggio per il fluido in detto percorso di collegamento.

Il fluido gassoso comprende sia vapore che aria ambiente diretti ad una utenza. L’aria ambiente à ̈ preferibilmente aspirata tramite una pompa posizionata a valle del dispositivo valvolare il cui impiego avviene, preferibilmente ma non esclusivamente, nell’ambito di una macchina per la preparazione di bevande aromatizzate, ad esempio latte, in cui vengono utilizzati due differenti aromi e la bevanda, montata tramite aria, può essere richiesta calda oppure fredda.

Per la preparazione delle bevande aromatizzate montate con aria risulta necessario predisporre, per i diversi tipi di aromi utilizzati, rispettive differenti regolazioni dell’aria.

In accordo con la tecnica nota, per ottemperare a tale necessità, la soluzione à ̈ rappresentata dall’impiego di una elettro valvola di tipo cosiddetto proporzionale. Una unità di controllo elettronica, collegata alla elettro valvola, ne adatta la regolazione onde erogare una portata di aria per un dato tempo in funzione della bevanda con aroma prescelto.

L’impiego di elettro valvole di tipo proporzionale, essendo queste alquanto costose, trova giustificazione in apparecchiature con numerose tipologie di bevande ma non in caso di macchine poco complesse in cui, ad esempio, vengano erogati solo due differenti tipi di bevanda aromatizzata.

Lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di pervenire ad un dispositivo valvolare a funzionamento elettromagnetico che, pur essendo dotata di un buon grado di affidamento funzionale, risulti poco costosa e sia in grado di erogare alternativamente due differenti portate di fluido gassoso, particolarmente aria, ciascuna portata essendo inoltre regolabile.

Lo scopo viene raggiunto da un dispositivo valvolare che si caratterizza in accordo con la rivendicazione 1 che seguirà.

L’invenzione verrà ora maggiormente descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione preferita data solo a titolo indicativo e non limitativo illustrata nei disegni allegati in cui:

- la figura 1 mostra una sezione longitudinale della elettro valvola nella sua posizione di erogazione di una prima portata di fluido gassoso;

- la figura 2 mostra la stessa valvola di figura 1 nella sua posizione di erogazione di una seconda portata di fluido gassoso.

Con riferimento alle suddette figure con 1 à ̈ stato indicato un corpo scatolare atto a contenere gli organi del dispositivo valvolare secondo l’invenzione.

Tale corpo definisce una cavità interna 2, a prevalente estensione longitudinale lungo l’asse X-X del dispositivo, con aperture di estremità 3 e 4. L’apertura 3 à ̈ chiusa da un tappo 5 provvisto di foro assiale 6 al cui interno à ̈ ricavata una filettatura 7.

Attraverso la contrapposta apertura 4 del corpo scatolare 1, nella cavità 2 si inserisce un primo corpo tubolare cilindrico 8 provvisto, ad una estremità, di un tratto filettato 9 e, alla estremità contrapposta, di una testa 10. Il corpo cilindrico 8 unitamente alla testo 10 à ̈ provvisto, al suo interno, di una prima cavità assiale 11 e di una seconda cavità assiale 12 avente diametro inferiore a quello della prima cavità assiale 11. Mentre la prima cavità assiale 11 si estende entro la testa 10, terminando con l’apertura 13, la seconda cavità assiale 12 si estende in allineamento con la cavità 11 lungo l’asse X-X a partire da una battuta interna 14 sino alla estremità aperta 15 del tratto filettato 9.

La parete cilindrica interna della cavità 2, come visibile nelle figure 1 e 2, à ̈ delimitata da un convenzionale rocchetto 16, con spalle di estremità 17 e 18, sul quale à ̈ montata una bobina elettromagnetica 19.

Un nucleo ferromagnetico 20 à ̈ posizionato scorrevolmente lungo l’asse X-X entro la cavità 11 del corpo tubolare cilindrico 8 ed à ̈ mobile tra la battuta 14 che individua una prima posizione per il nucleo ed una seconda battuta di riferimento 21 che individua una seconda posizione per il nucleo. La battuta di riferimento 21 à ̈ rappresentata dalla estremità di un secondo corpo tubolare 22 inserita nella cavità 11 della testa 10, in allineamento con l’asse X-X del dispositivo.

Il secondo corpo tubolare 22 attraversa un tappo 23 il quale à ̈ agganciato alla testa 10 e copre, con la interposizione della guarnizione di tenuta 24, l’apertura 13 della cavità assiale 11 del primo corpo cilindrico 8.

Il secondo corpo tubolare 22 à ̈ provvisto di una cavità assiale 25 la cui apertura 26 sfocia nella cavità 11 di fronte alla estremità 27 del nucleo 20.

L’estremità 27 del nucleo ferromagnetico 20 à ̈ destinata ad attestarsi, durante il funzionamento, come si vedrà nel seguito, contro la battuta di riferimento 21 quando la bobina 19 non à ̈ eccitata, sotto l’azione di una molla elicoidale 28 che spinge il nucleo 20 verso tale battuta.

La molla 28 à ̈ ancorata, da un lato, alla estremità 27 del nucleo 20 e dall’altro lato reagisce contro una battuta anulare 29 della testa 10.

In corrispondenza della sua estremità 27, il nucleo 20 à ̈ provvisto di un foro cieco 30.

La estremità opposta 31 dello stesso nucleo ferromagnetico 20, destinata ad attestarsi contro la battuta anulare 14 tra la cavità 11 e la cavità 12 del corpo 8, à ̈ provvista di una scanalatura 32 diametrale od anche solo radiale che si collega ad una sfaccettatura 33 che si estende assialmente lungo il nucleo 20 sino a pervenire in prossimità della estremità 27 ove il nucleo 20 presenta un tratto rastremato 34 nonché una scanalatura radiale 32a.

Attorno al tratto rastremato 34 Ã ̈ avvolta la molla 28.

In corrispondenza della stessa estremità 31 del nucleo ferromagnetico 20, à ̈ previsto un foro cieco 35, cilindrico, con apertura 36 rivolta verso la battuta 14 e con fondo 37 chiuso.

Un primo elemento calibratore 38 Ã ̈ posizionato assialmente entro il foro cieco 35.

Esso presenta una superficie esterna a diametro variabile lungo la direzione assiale, preferibilmente con conformazione conica ma anche a gradini.

In alternativa, la conformazione esterna dell’elemento calibratore 38 può essere cilindrica ed il foro cieco 35 presentare una conformazione conica.

Il primo elemento calibratore 38 à ̈ provvisto di un passaggio interno cavo 39 con apertura 40 sfociante all’interno del foro cieco 35 ed à ̈ montato su un primo elemento di supporto astiforme 41.

Quest’ultimo à ̈ pure provvisto di una cavità assiale 42 che si collega, da una parte, al passaggio 39 dell’elemento calibratore 38 e, dall’altra parte, al passaggio interno 43 di un raccordo 44 facente parte di un primo manicotto 45. Quest’ultimo si collega al tratto filettato 9 del corpo 8 sporgente dal tappo 5 che chiude il corpo scatolare 1 e che, con l’interposizione di una rondella elastica 46, provvede a serrare il rocchetto 16 della bobina elettromagnetica 19.

Tra il supporto astiforme 42 e la cavità assiale 12 à ̈ prevista una prima guarnizione 47 mentre una seconda guarnizione di tenuta 48 à ̈ posizionata tra lo stesso supporto astiforme 42 e la parete interna del manicotto 45.

Il supporto astiforme 42 à ̈ provvisto di un dispositivo di regolazione della sua posizione assiale all’interno della cavità 12 al fine di registrare la posizione del primo elemento calibratore 38 rispetto al primo corpo tubolare 8 con riferimento alla battuta 14 contro la quale à ̈ destinata ad attestarsi l’estremità 31 del nucleo ferromagnetico 20 quando la bobina 19 viene eccitata.

Tale dispositivo di regolazione assiale comprende una prima ghiera 49 ed un tratto filettato 50, ricavato sulla superficie esterna dell’elemento astiforme 42, sul quale la ghiera à ̈ montata.

Quest’ultima à ̈ posizionata all’interno del manicotto 45 tra l’estremità 51 del tratto filettato 9 del corpo 8 ed una battuta 52 interna al manicotto 45.

L’azionamento della ghiera 49 à ̈ consentito da aperture laterali, non mostrate sui disegni, ricavate nel manicotto 45 che consentono la presa sulla superficie esterna, preferibilmente zigrinata, della ghiera 49. Con la rotazione della ghiera 49, il supporto astiforme 41 e con esso il primo elemento calibratore 38, possono venire spostati nelle cavità 11 e 12 del corpo tubolare 8.

La bobina 19, in modo convenzionale, Ã ̈ collegata a terminali di alimentazione elettrica, non mostrati sui disegni.

Analogamente al foro cieco 35 anche il foro cieco 30 presenta una apertura 53 rivolta verso la estremità 21 del secondo elemento tubolare 22 ed un fondo chiuso 54.

Un secondo elemento calibratore 55 Ã ̈ posizionato assialmente entro il foro cieco 30. Tale secondo elemento calibratore 55 presenta una superficie esterna a diametro variabile lungo la direzione assiale, particolarmente con conformazione conica ma anche a gradini, come il primo calibratore 38.

In alternativa, la conformazione esterna dell’elemento calibratore 55 può essere cilindrica ed il foro cieco 30 presentare una conformazione conica.

Il secondo elemento calibratore 55 à ̈ provvisto di un passaggio interno cavo 56 con apertura 57 sfociante all’interno del foro cieco 30 ed à ̈ montato su un secondo elemento di supporto astiforme 58.

Il secondo elemento di supporto astiforme 58 à ̈ provvisto di un secondo dispositivo di regolazione della sua posizione assiale all’interno della cavità 11 al fine di registrare la posizione del secondo elemento calibratore 55 rispetto al corpo tubolare 22 con riferimento alla battuta 21 contro la quale à ̈ destinata ad attestarsi l’estremità 27 del nucleo ferromagnetico 20 quando la bobina 19 si trova in condizione di non eccitazione ed il nucleo 20 à ̈ spinto dalla molla 28. Tale secondo dispositivo di regolazione assiale comprende una seconda ghiera 59 ed un tratto filettato 60, ricavato sulla superficie esterna dell’elemento astiforme 58, sul quale la ghiera à ̈ montata.

Quest’ultima à ̈ posizionata all’interno di un secondo manicotto 61 tra l’estremità 62 del secondo corpo tubolare 22 ed una battuta 63 interna al manicotto 61.

Anche l’azionamento della ghiera 59 à ̈ consentito da aperture laterali, non mostrate sui disegni, ricavate nel manicotto 61 che consentono la presa sulla superficie esterna, preferibilmente zigrinata, della ghiera 59. Con la rotazione della ghiera 59, il secondo supporto astiforme 58 e con esso il secondo elemento calibratore 55 possono venire spostati nella cavità 11 della testo 10. L’elemento 58 di supporto del secondo elemento calibratore 55 à ̈ pure provvisto di una cavità assiale 64 che si collega, da una parte, al passaggio 56 del secondo elemento calibratore 55 e, dall’altra parte, al passaggio interno 65 di un raccordo 66 facente parte del secondo manicotto 61.

Da quanto sopra descritto si apprezza che, tra la apertura di ingresso nella cavità 11, rappresentata dalla estremità aperta 40 del primo elemento calibratore 38 e la estremità aperta 57 del secondo elemento calibratore 55 che costituisce l’apertura di uscita dalla stessa cavità 11, si individua un percorso di collegamento che comprende un primo tratto costituito dallo spazio anulare tra il foro cieco 35 ed il primo elemento calibratore 38, il solco radiale 32, la sfaccettatura assiale 33 del nucleo 20, nonché della scanalatura radiale 32a ed un secondo tratto costituito dallo spazio anulare tra il foro cieco 30 ed il secondo elemento calibratore 55.

Il primo ed il secondo tratto del percorso di collegamento, considerando il senso di scorrimento del fluido gassoso, risultano pertanto in serie tra di loro.

In detto percorso di collegamento si trovano inseriti il primo elemento calibratore 38 ed il secondo elemento calibratore 55 in serie tra di loro, considerando il senso di scorrimento del fluido a partire dal raccordo esterno 44 verso il raccordo esterno 66.

A seconda delle posizioni assunte dal nucleo 20 e quindi in dipendenza della eccitazione o meno della bobina 19, quando il primo calibratore 38 penetra più o meno profondamente nel foro cieco 35, contemporaneamente il secondo calibratore 55 esce più o meno dal foro cieco 30.

Poiché gli elemento calibratori 38 e 55, come si à ̈ sopra descritto, sono provvisti di un profilo esterno conico rastremato verso la rispettiva estremità aperta, oppure, in alternativa, sono provvisti di diametro esterno degradante verso la stessa estremità aperta, le loro diverse posizioni, relativamente al foro cieco 35 ed al foro cieco 30, determinano diverse sezioni di passaggio per il fluido gassoso in transito dalla apertura di ingresso 40 verso l’apertura di uscita 57. In particolare, con bobina 19 non eccitata e quindi con il nucleo 20 posizionato contro la battuta 21, come illustrato in figura 2, la sezione di passaggio per il fluido viene stabilita dal rapporto tra il secondo calibratore 55 ed il foro cieco 30 mentre, contemporaneamente il rapporto di posizione tra il primo elemento calibratore 38 ed il foro cieco 35 à ̈ predisposto in modo da conferire al passaggio un’area di valore tale da non interferire con la funzionalità assunta dal dispositivo valvolare.

La regolazione del secondo elemento calibratore 55 può pertanto venire predisposta per la fornitura di una prima portata di fluido gassoso, particolarmente aria, ad una prima utenza, ad esempio per la preparazione di una bevanda con un primo tipo di prodotto aromatizzante.

Quando, invece, la bobina 19 viene eccitata ed il nucleo 20, come illustrato in figura 1, si trova posizionato contro la battuta 14 che delimita il passaggio tra la cavità assiale 11 e quella indicata con 12, il dispositivo valvolare à ̈ in grado di fornire una diversa portata di fluido gassoso, ad esempio aria, da inviarsi ad una diversa utenza in cui viene preparata una bevanda con un diverso ingrediente aromatizzante.

Tale diversa portata di fluido gassoso à ̈ determinata dalla posizione del primo elemento calibratore rispetto alle pareti del foro cieco 35 mentre il secondo elemento calibratore 55, risultando praticamente fuori dal secondo foro cieco 30, non oppone alcuna particolare restrizione al passaggio del fluido gassoso. In accordo con l’invenzione, l’area della sezione del passaggio tra il primo elemento calibratore ed il foro cieco 35 e quella di passaggio tra il secondo elemento calibratore 55 ed il foro cieco 30 vengono determinate in base alla quantità di flusso operativo necessario alle utenze che vengono alternativamente collegate al raccordo di uscita 66 essendo il raccordo 44 destinato ad effettuare il collegamento con la sorgente del fluido gassoso.

Il valore di ciascuna area di passaggio viene ottenuto operando sulle ghiere di regolazione 49 e 59 tenendo presenti le posizioni assunte dal nucleo 20.

Una volta stabilite le sezioni operative di passaggio del flusso, lo spostamento del nucleo 20, a seguito della eccitazione della bobina 19 oppure sotto l’azione della molla 28, determina un cambiamento nella posizione relativa tra gli elementi calibratori ed i rispettivi fori ciechi.

Con il dispositivo valvolare sopra descritto risulta quindi possibile attuare la regolazione della portata di un fluido gassoso, in particolare aria aspirata, in due differenti valori destinati ad alimentare alternativamente due utenze.

La gestione del dispositivo valvolare à ̈ affidata ad una convenzionale unità elettronica di controllo schematizzata in 67. tale unità di controllo interviene anche sulla attivazione e disattivazione della bobina 19.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Dispositivo valvolare (1) per erogare due differenti portate di un fluido gassoso comprendente un corpo tubolare (8) provvisto di una cavità interna (11, 12), una apertura (40) di ingresso del fluido sfociante in detta cavità (11), una apertura di uscita (57) del fluido proveniente dalla stessa cavità (11), un percorso di collegamento (35, 32, 33, 32a, 30), tra detta apertura di ingresso (40) e detta apertura di uscita (57) ricavato in detta cavità (11) nonché mezzi per variare la sezione di passaggio per il fluido in detto percorso di collegamento caratterizzato per il fatto che detti mezzi comprendono un primo elemento calibratore (38) inseribile in ed estraibile da un primo tratto (35) di detto percorso di collegamento nonché un secondo elemento calibratore (55) inseribile in ed estraibile da un secondo tratto (30) di detto percorso, detti primo e secondo elementi calibratori (38, 55) essendo atti a variare la sezione di passaggio per il fluido tramite organi di comando (19, 20) gestiti da una unità di controllo (67), detto secondo tratto (30) di percorso di collegamento essendo in serie con detto primo tratto (35) di percorso, in accordo con il senso di scorrimento del fluido. 2.- Dispositivo valvolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che detti organi di comando sono elettromagnetici e comprendono una bobina (19) ed un relativo nucleo ferromagnetico mobile (20) e per il fatto che detto percorso di collegamento à ̈ ricavato, almeno in parte (35, 32, 33, 32a, 30), in detto nucleo (20) mobile, che detto primo elemento calibratore (38) à ̈ posizionato entro un primo tratto (35) di detto percorso di collegamento che à ̈ ricavato in una estremità (31) di detto nucleo (20), che detto secondo elemento calibratore (55) à ̈ posizionato entro un secondo tratto (30) ricavato nell’altra estremità (27) dello stesso nucleo (20), detto nucleo (20), essendo mobile relativamente a detti elementi calibratori (38, 55) tra una prima posizione ed una seconda posizione, a seguito della attivazione e disattivazione elettrica della detta bobina (19), determinando rispettive sezioni di passaggio per il fluido, ciascuna provvista di rispettivo valore di area. 3.- Dispositivo valvolare secondo la rivendicazione 2 caratterizzato per il fatto che detti elementi calibratori (38, 55) sono montati su rispettivi supporti astiformi (41, 58) le cui cavità assiali (42, 64) formano parte del condotto di ingresso e di uscita del fluido dal dispositivo valvolare. 4.- Dispositivo valvolare secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato per il fatto che detti elementi calibratori (38, 55) sono costituiti da un elemento astiforme, assialmente cavo, allineato con le cavità assiali (42, 64) dei rispettivi supporti (41,58) cui sono collegati. 5.- Dispositivo valvolare secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato per il fatto che detti elementi calibratori astiformi (38, 55) sono provvisti di sezione circolare con diametro esterno degradante verso la loro estremità aperta (40, 57). 6.- Dispositivo valvolare secondo la rivendicazione 5, in cui la superficie esterna dei detti elementi calibratori (38, 55) à ̈ conica con rastremazione rivolta verso la estremità aperta (40, 57). 7.- Dispositivo valvolare secondo le rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato per il fatto che il primo ed il secondo tratto del detto percorso di collegamento, tra l’apertura di ingresso (40) e l’apertura di uscita (57) della detta cavità (11), ricavato in detto nucleo (20) dell’elettromagnete, comprendono rispettivi fori ciechi (35, 30) disposti parallelamente alla direzione (X-X) dello spostamento del nucleo (20) tra la detta prima (14) e la detta seconda posizione (21) e coassiali con detti rispettivi elementi calibratori (38, 55) quest’ultimi essendo posizionati in detti rispettivi fori ciechi (35, 30) con gioco rispetto a rispettivi fondi (37, 54) ed alla parete laterale degli stessi. 8.- Dispositivo valvolare secondo le rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato per il fatto che detti supporti (41, 58) dei rispettivi elementi calibratori (38, 55) sono alloggiati in una cavità assiale (12, 25) di rispettivi corpi tubolari (8, 22) posizionati parallelamente alla direzione (X-X) di spostamento di detto nucleo (20) dell’elettromagnete ed sono provvisti di mezzi (49, 59) per la regolazione della loro rispettiva posizione assiale rispetto al nucleo (20). 9.- Dispositivo valvolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato per il fatto che comprende mezzi elastici (28) agenti su detto nucleo (20) dell’elettromagnete atti a spingerlo verso detta seconda posizione (21) ed a trattenerlo in essa quando la bobina dell’elettromagnete non à ̈ elettricamente attivata, detti mezzi elastici (28) rilasciando il nucleo (20) quando la bobina (19) viene attivata ed il nucleo (20) spostato assialmente nella sua prima posizione (14).