ITMI941472A1 - Regolatore a quattro livelli per impianti di condizionamento a fluido - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un pressostato per il comando di impianti di condizionamento e simili.

In un impianto di condizionamento devono essere previsti mezzi di comando per attivare e disattivare il compressore, azionare il ventilatore oppure mettere in atto azioni ausiliarie.

Tutte queste azioni devono venir poste in atto al raggiungimento e/o superamento di valori predeterminati di pressione da parte del fluido condizionante .

Ad esempio, dalla domanda di brevetto italiana MI93A000836, è noto un dispositivo sensore di pressione, che comanda un impianto di condizionamento o simile, a tre livelli.

Nel dispositivo illustrato in questa domanda di brevetto, l'azionamento delle funzioni che fanno capo all'impianto di condizionamento, avviene attraverso l'azione di piccoli steli agenti su membrane che passano da una configurazione convessa ad una concava, interagendo così con un rispettivo interruttore.

In questo modo si attua la apertura/chiusura di un circuito elettrico ed il susseguente attivamento/disattivamento dell'apparecchiatura ad esso collegata. In questo dispositivo si prendono a riferimento tre livelli di pressione, diciamo basso, medio ed alto.

Molto forte è tuttavia attualmente l'esigenza di poter usufruire per il comando ed il controllo del dispositivo di condizionamento, di un quarto livello di pressione, ad esempio per azionamenti di sicurezza ovvero per soluzioni a carico intermedio, ecc.

Secondo la filosofia di sviluppo dei pressostati di tipo tradizionale, però, aggiungere un livello di pressione supplementare crea problemi notevoli. Infatti, se ci si attiene al concetto inventivo proprio della domanda di brevetto citata, aggiungere un nuovo livello di pressione equivale a dotare il dispositivo a tre livelli di un complesso di elementi semplice replica di complessi che singolarmente agiscono sul singolo livello.

Naturalmente tale semplice apposizione di nuovi elementi si traduce in un maggior ingombro dimensionale, in un maggior peso ed in un proporzionalmente accresciuto costo. Inoltre, poiché il numero di elementi meccanici cresce, il montaggio del pressostato diventa più articolato e difficile, mentre la sua affidabilità (in quanto inversamente proporzionale al numero di detti pezzi) diminuisce.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo pressostato che ov ii ai suddetti problemi dello stato dell'arte.

Ulteriore scopo è quello di realizzare un dispositivo che sia affidabile, di ridotto ingombro, con un numero di elementi o pezzi meccanici che sia il più ridotto possibile.

Tale scopo viene raggiunto dall'oggetto della presente invenzione, e cioè da un regolatore a quattro livelli per impianti di condizionamento a fluido, comprendente un corpo contenente un primo, un secondo ed un terzo interruttore elettrico, disposti in parallelo entro detto corpo ed agenti su rispettivi circuiti elettrici, ove detti interruttori includono rispettivi contatti fissi e rispettivi contatti mobili, ove ciascuno di essi include un puntale scorrevole fra una posizione arretrata di riposo ed una posizione avanzata per il comando dello spostamento del rispettivo contatto mobile mediante l'azione di un rispettivo organo elastico sostanzialmente a calotta detti organi elastici sostanzialmente a calotta essendo definibili fra una configurazione introversa di riposo ed una configurazione estroversa, il corpo contenente inoltre elementi ausiliari di richiamo per facilitare il ritorno a scatto di detti organi elastici a calotta, fra il fluido e gli interruttori essendo presente una membrana elasticamente deformabile di ritegno a tenuta, detto regolatore essendo caratterizzato dal fatto che uno di detti organi elastici ed il puntale ad esso accoppiato sono forati e che detto corpo contiene un ulteriore quarto interruttore con un rispettivo contatto fisso ed uno mobile agente su un relativo circuito elettrico, ove detto quarto interruttore include un puntale inserito in detto uno di detti organi elastici ed in detto puntale ad esso accoppiato, azionato da un rispettivo quarto organo elastico anch'esso sostanzialmente a calotta e definibile fra una configurazione introversa di riposo ed una configurazione estroversa.

Vantaggiosamente detti organi elastici a calotta sono costituiti da dischi metallici di spessore differenziato, con una parte centrale sporgente dal profilo restante del disco, impilati a dare differenti valori di resistenza allo sforzo assiale. Grazie alle caratteristiche sopra indicate, si hanno una serie di importanti vantaggi, fra cui si riportano i seguenti:

- il ridotto ingombro sia assiale che longitudinale del regolatore;

- la conformazione degli interruttori garantisce tolleranze minime di montaggio, rendendo possibile l'eliminazione di operazioni aggiuntive di taratura finale;

- gli elementi elastici costituenti i contatti mobili, realizzati con lamine sovrapposte, garantiscono una elevata pressione di contatto ad interruttore chiuso ed una elevata forza di richiamo all'atto dell'apertura;

- la conformazione del corpo assicura una notevole flessibilità nella conduzione elettrica mediante uscite a cavi o a connettori di vario tipo, senza che ciò comporti alterazioni o modifiche strutturali del regolatore .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue, la quale viene riportata a carattere meramente illustrativo ed esemplificativo, non limitativo e che si basa sulle figure allegate.

In particolare figura 1 rappresenta una vista prospettica di un regolatore a quattro livelli di pressione secondo la presente invenzione; figura 2 rappresenta una vista in esploso del regolatore di figura 1; figura 3 rappresenta una vista esplosa di un particolare del regolatore di figura 2; figura 4 rappresenta una vista in esploso di un secondo particolare di figura 2, mentre figura 5 illustra in particolare un organo elastico inserito in un regolatore secondo la presente invenzione.

Con riferimento a figura 1, con 10 viene indicato un regolatore a quattro livelli secondo la presente invenzione. Esso consta di un attacco filettato 21, di una calotta 22 e di cavetti elettrici 23 in uscita dalla calotta 22, i quali sono collegati ad apparecchiature (ad esempio ad un compressore o ad un ventilatore) non illustrate.

In figura 2 viene rappresentato il regolatore 10 di cui a figura 1, in vista esplosa.

Inferiormente è l'attacco filettato 21, il quale va montato su di una linea fluido condizionante dell'impianto di condizionamento. Il regolatore sarà sollecitato a lavorare proprio dalla pressione di detta linea. A detto attacco 21, è accoppiata una guarnizione di tenuta 24 su cui insiste una membrana 25, di materiale elastico ad alta resistenza. Vantaggiosamente detto materiale è il cosiddetto "Kapton", il quale ben evidenzia caratteristiche di flessibilità, elasticità, resistenza meccanica e leggerezza che ne rendono l'uso ottimale. Al di sopra della membrana insistono tre gruppetti di dischetti, rispettivamente 26, 27 e 28, i quali fungono da organi elastici. Variando la dimensione, lo spessore ed il numero dei relativi dischetti, si ottengono organi elastici ad elasticità differenziata. In particolare, dalla figura si evince come i due organi elastici 26 e 27 siano composti da due dischetti ciascuno, mentre l'organo 28 è composto da tre dischetti. Al di sopra del gruppetto di tre dischetti 28 c'è un distanziale rigido forato 29, al di sopra del quale insiste un dischetto 30 forato, il quale funge da ulteriore quarto organo elastico.

Ognuno dei primi tre organi elastici 26, 27 e 28 interagisce con un rispettivo puntalino 31, 32 e 33; in particolare il puntalino 33 risulta inserito all'interno del foro del distanziale 29 e del dischetto 30. Sul dischetto 30, d'altro canto, insiste un puntalino 34 di forma sostanzialmente diversa da quella degli altri puntalini steliformi.

Infatti esso si presenta con due alette laterali, di altezza minore ma di ingombro radiale maggiore rispetto agli altri puntalini e forato nel centro per permettere l'introduzione del puntalino sottostante 33. I puntalini qui citati fungono da elementi di azionamento dei contatti mobili per i circuiti elettrici da aprire o chiudere. I gruppi di dischetti citati trovano riscontro in apposite e conformi sedi circolari ricavate in un supporto dischi 35. Al di sopra di quest'ultimo, c'è un secondo supporto 36 che contiene i contatti mobili (in forma di lamelle ancorate ad una estremità), che vengono interessati e comandati a chiudersi ovvero ad aprirsi dai puntalini già citati. Il regolatore è completato da una calotta 22, che a montaggio completato va a coprire e a far tenuta stagna per tutti gli elementi sopra descritti.

In figura 3 viene illustrato, sempre in vista esplosa, il complesso a due organi elastici assialmente allineati già descritto con riferimento a figura 2. In figura 3 è meglio dettagliato e rappresentato il contatto mobile su cui agiscono i puntalini 33 e 34. Per precisione, il contatto avviene tramite una lamina sottile 41 imperniata ad una sua estremità 40, che comandata a muoversi dal puntalino 34, apre o chiude un primo circuito elettrico. A cavallo della lamina 41 è posto un ponticello 43. La lamina 41 presenta una incisione ad U che ritaglia una parte 44 (posta proprio in corrispondenza del ponticello 43) che viene mossa dal puntalino 33. Questa interazione fra puntalino 33, parte 44 della lamina 41 e ponticello 43 predispone l'apertura/chiusura di un secondo circuito elettrico. L'insieme degli elementi qui descritti con numeri di riferimento da 40 a 44 è tutto contenuto nel supporto 36, che alloggia dalla parte opposta rispetto a questi un circuito cotranciato 37.

In figura 4 è ulteriormente rappresentata la struttura del supporto 36, dove sono indicati tutti gli elementi che realizzano i contatti elettrici per mezzo degli spostamenti dei puntalini citati. Più precisamente, i puntalini 31 e 32 agiscono sulle lamine rispettive 43 e 45, le quali sono mantenute fisse ad una loro estremità dai rivetti 47 e 48. Il meccanismo di intervento del puntalino 33 è già stato precedentemente illustrato.

Sono inoltre previsti mezzi ausiliari di richiamo che qui non vengono per semplicità illustrati, che riconducono gli elementi dalla posizione di lavoro alla posizione di riposo.

Il principio di funzionamento del regolatore è il seguente.

Gli organi elastici 26, 27, 28 e 30 sono predisposti per avere elasticità diverse, in modo tale da comandare le apparecchiature a cui essi sono collegati al raggiungimento di diverse soglie o valori di pressione. In condizione di riposo infatti, i dischetti che compongono detti organi elastici sono in configurazione introversa convessa, con la parte convessa rivolta verso la membrana 25 di "Kapton" ed in contatto con essa. Il fluido entra nel regolatore attraverso l’apertura dell'attacco filettato 21, e va ad insistere sulla membrana 25. La pressione del fluido deforma la membrana che però, sul suo lato opposto incontra forte resistenza da parte delle serie di dischetti a configurazione introversa convessa. Al superamento di predeterminate soglie di pressione, i dischetti passano da una configurazione introversa convessa con la parte emergente dal profilo del dischetto rivolta verso la membrana, ad una configurazione estroversa concava in cui verso la membrana è rivolta questa volta la concavità. Il valore di pressione a cui questo passaggio di configurazione avviene è determinato essenzialmente dalla caratteristica di elasticità dell'organo elastico relativo.

A questa variazione di configurazione corrisponde un indotto movimento dei puntalini 31, 32, 33 e 34 accoppiati agli organi elastici, i quali, così, tramite rispettivi rivetti aprono o chiudono circuiti elettrici. I comandi elettrici relativi vengono trasferiti poi attraverso i cavi 23 in uscita dal regolatore .

Più in particolare è interessante descrivere il funzionamento degli organi elastici 28 e 30 allineati secondo l'invenzione. Di questi il più elastico è l'organo 30 poiché composto di un solo dischetto, il quale presenta una resistenza minore rispetto all'insieme di tre dischetti che compongono l'organo 28.

Al crescere della pressione del fluido, la membrana 25 compie uno sforzo sempre maggiore sull'organo 28. Questo non modifica la sua configurazione da estroversa ad introversa, poiché non si è ancora raggiunto un valore di pressione sufficiente a questo. Lo sforzo si trasmette così praticamente inalterato al distanziale 29, il quale, essendo ad intimo contatto con il dischetto 30, quando la pressione del fluido giunge ad un primo livello prestabilito, fa scattare la configurazione del dischetto 30 da estroversa ad introversa; il dischetto 30 a sua volta spinge così il puntalino 34 che agisce sulla lamina 41 ad entrare in contatto con il relativo rivetto 42.

Solo ad un livello di pressione maggiore, scatterà la variazione di configurazione anche per l'organo elastico 28, ciò che sposterà il puntalino 33 che cosi agirà per via della lamella 41 nella sua parte 44 intagliata sul ponticello 43.

Il funzionamento degli altri due organi elastici 26 e 27 è del tutto analogo. Quando la pressione raggiungerà livelli opportuni, per tramite della membrana 25 si trasferirà ai dischetti, di cui detti organi elastici si compongono, uno sforzo sufficiente a modificarne la configurazione da estroversa convessa ad introversa concava; tale modifica comporta lo spostamento dei relativi puntalini 31 e 32 e l'azionamento dei relativi contatti elettrici. Tutto questo meccanismo è maggiormente chiaro analizzando la figura 5, dalla quale ben visibile è la configurazione estroversa convessa dell’organo elastico 26.

A fronte di questi spostamenti, esistono mezzi ausiliari di richiamo, i quali, quando la pressione del fluido ridiscende al di sotto dei rispettivi valori critici, riporta alla configurazione estroversa convessa di riposo gli organi elastici. Questi mezzi ausiliari di richiamo, che in figura 5 sono costituiti ad esempio dalla lamella 51, possono più in generale comporsi di elementi lamellari, di molle a lamina agenti su detti contatti mobili, di molle elicoidali, dì molle lineari, etc.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Regolatore a quattro livelli per impianti di condizionamento a fluido, comprendente un corpo contenente un primo, un secondo ed un terzo interruttore elettrico, disposti in parallelo entro detto corpo ed agenti su rispettivi circuiti elettrici, ove detti interruttori includono rispettivi contatti fissi e rispettivi contatti mobili, ove ciascuno di essi include un puntale scorrevole fra una posizione arretrata di riposo ed una posizione avanzata per il comando dello spostamento del rispettivo contatto mobile mediante l’azione di un rispettivo organo elastico sostanzialmente a calotta, detti organi elastici sostanzialmente a calotta essendo definibili fra una configurazione introversa di riposo ed una configurazione estroversa, il corpo contenente inoltre elementi ausiliari di richiamo per facilitare il ritorno a scatto di detti organi elastici a calotta, fra il fluido e gli interruttori essendo presente una membrana elasticamente deformabile di ritegno a tenuta, detto regolatore essendo caratterizzato dal fatto che uno di detti organi elastici ed il puntale ad esso accoppiato sono forati e che detto corpo contiene un ulteriore quarto interruttore con un rispettivo contatto fisso ed uno mobile agente su un relativo circuito elettrico, ove detto quarto interruttore include un puntale inserito in detto uno di detti organi elastici ed in detto puntale ad esso accoppiato, azionato da un rispettivo quarto organo elastico anch'esso sostanzialmente a calotta e definibile fra una configurazione introversa di riposo ed una configurazione estroversa .
2. 2. Regolatore a quattro livelli secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti organi elastici a calotta sono costituiti da dischi metallici .
3. 3. Regolatore a quattro livelli secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti organi elastici a calotta presentano una elasticità differenziata.
4. 4. Regolatore a quattro livelli secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici ausiliari di richiamo sono costituiti da molle a lamina agenti su detti contatti mobili.