ITMI960419A1 - "elettrovalvola." - Google Patents

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda elettrovalvole ed in particolare una elettrovalvola ad azione diretta, indiretta o mista avente un innovativo sistema di tenuta tra il passaggio d'ingresso e la camera interna.

Sono apparecchiature ben note le elettrovalvole, del tipo a comando diretto, servocomandate o ad azione mista a membrana o a pistone .

Esse essenzialmente comprendono un corpo valvola nel quale sono ricavati i condotti di entrata e di uscita del fluido con il relativo orificio principale, un elemento otturatore solidale con una membrana o con un pistone che a sua volta è tenuta da un coperchio o scorre nel cilindro ricavato al suo interno, un coperchio che porta un canotto con il nucleo fisso ed il nucleo mobile soggetto all'azione della bobina montata sul canotto stesso, e che è in grado di aprire o chiudere un passaggio pilota a seconda se l'elettrovalvola sia normalmente chiusa o normalmente aperta.

La detta membrana o il detto pistone separano due camere tra loro comunicanti attraverso un piccolo foro ed il nucleo mobile agisce nel senso di chiudere od aprire il passaggio pilota che è naturalmente di dimensioni superiori a quella di detto piccolo foro e in comunicazione con il condotto di uscita od utilizzo così che l'azione della bobina, sollevando il nucleo mobile, apra il detto passaggo; a tale situazione corrisponde evidentemente uno sbilanciamento idraulico tra le due camere separate dalla membrana o dal pistone in modo tale che detta membrana, o detto pistone, siano soggetti ad una forza che li fa spostare verso l'alto così da aprire il passaggio principale dell'elettrovalvola stessa.

Utili accorgimenti possono collegare in modo elastico il nucleo mobile alla membrana o al pistone così da trasformare il funzionamento delle elettrovalvole da "ad azione in diretta" in "ad azione mista".

Le membrane normalmente utilizzate sono in gomma o tela gommata con opportune sagomature e sono generalmente scarsamente supportate tanto che spesso non lavorano in modo adeguato. Si usano in gomma morbida quando si vogliono ottenere valori relativamente bassi di pressione differenziale necessaria all'apertura e costi contenuti e quando non vi sono problemi di incompatibilità con il fluido di lavoro.

Il pistone viene invece generalmente adottato per prestazioni superiori e quando l'utilizzo di tessuto gommato non è compatibile con i fluidi utilizzati ma ha come svantaggio problemi di attrito e di tenuta delle relative fasce elastiche e quindi valori di pressione minima necessaria al funzionamento superiori e anche la necessità di soluzioni con costi relativamente più elevati.

Il presente trovato mira a risolvere i problemi sopra detti e riguarda una elettrovalvola in cui l'elemento di tenuta del passaggio principale è comandato da una membrana semi-rigida. Essa può essere realizzata in materiali aventi caratteristiche di rigidezza e flessibilità combinate quali ad esempio, ma non esclusivamente, gomma dura, teflon, tessuto rigido speciale, metallo o simili. Quando assemblata, detta membrana è solidale con, e almeno parzialmente superiormente supportata da, un pistone di sola guida e può scorrere insieme al pistone per tutta o parte della corsa del pistone, l'altra parte di corsa essendo assorbita dalla sua intrinseca capacità di deformarsi, secondo l'asse dell'elettrovalvola, facendo essa stessa tenuta radiale sulla superficie cilindrica della relativa camera.

L'invenzione verrà ora descritta in maggiore dettaglio attraverso la dettagliata descrizione che segue, da leggersi con riferimento alle figure allegate in cui:

- la Fig. 1 rappresenta, in sezione trasversale, una elettrovalvola secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Fig. 2 mostra, in vista parziale, il coperchio dell'elettrovalvola della Fig. 1 con il bulloni di serraggio;

- la Fig. 3 mostra, in sezione, una elettrovalvola secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione; - la Fig. 3A mostra un suo particolare ingrandito; e

- la Fig. 4 mostra, in sezione, una elettrovalvola secondo una terza forma di realizzazione;

- la Fig. 5 mostra, in sezione, una elettrovalvola secondo una quarta forma di realizzazione; e

- la Fig. 6 mostra, in sezione, una elettrovalvola secondo una quinta forma di realizzazione.

Si precisa inoltre che, nelle figure dei disegni illustrativi allegati, numeri di riferimento simili si riferiscono a parti analoghe od equivalenti.

Inoltre, poiché il funzionamento di una elettrovalvola è da considerarsi noto ad un tecnico del ramo a cui detta invenzione appartiene, la descrizione che segue non si soffermerà su aspetti costruttivi e di funzionamento ritenuti noti. Infine, ogni riferimento nel testo che segue a termini come "superiore" e "inferiore" è ragionevolmente da mettere in relazione alle figure illustrative e non va inteso certamente in senso assoluto e limitativo.

La Fig. 1 mostra una sezione di una prima forma di realizzazione dell'invenzione: con 1 si è indicato il corpo elettrovalvola nel cui interno sono ricavati un condotto di entrata 2 e un condotto di uscita o utilizzo 3 con orificio principale 4 (illustrato chiuso in Fig. 1). Viene anche illustrata la sede dell'elemento di tenuta 5 con il coperchio, detto coperchio avendo saldato su di esso un canotto 7 a cui è solidale un nucleo fisso 8 con anello di cortocircuito 9.

Nel corpo elettrovalvola 1 è ricavata una sede cilindrica 10 dove scorre una membrana semi-rigida 11 solidale ad un pistone 12 che a sua volta scorre in una camera 13 ricavata nel coperchio 6 di elettrovalvola. Nella forma di realizzazione illustrata, la membrana è tenuta fissa al pistone con un anello 14 di tenuta contro l'orificio principale, di opportuno materiale, a sua volta fissato con una rondella 15 e con una cianfrinatura 16 ricavata nel pistone.

Detto pistone porta un orificio riportato 19 ed un foro 17 che collega la camera 10 con il cilindro 13; nella membrana e poi preferibilmente realizzato un piccolo foro 18 posto a monte del passaggio dell'orificio 19.

Un nucleo mobile 20 che porta un otturatore 21 scorre nel canotto ed è spinto da una molla 22 a chiudere l'orificio 19 come in Fig. 1; detto nucleo, sollecitato dall'azione di una bobina 23 tenuta fissa al canotto da un dado 24 con rondella 25, si sposterà verso l'alto aprendo il passaggio 19 al condotto di uscita, così da creare una differente pressione nelle camere 13 e 10 rispetto a quella esistente nel condotto 2 e quindi nella camera circolare 27. Nell'elettrovalvola illustrata, il coperchio 6 è tenuto fisso al corpo elettrovalvola da una pluralità di bulloni 26.

In posizione di bobina diseccitata, con il nucleo mobile che, tramite l'otturatore 21, chiude l'orificio 19, tra il condotto di entrata 2 e la camera circolare 27 ricavata dopo la membrana 10 attraverso il foro 18 si mantiene la medesima pressione tale per cui essendo il condotto di uscita 3 a pressione inferiore, viene a crearsi una forza che tende a premere il gruppo membrana-pistone-guarnizione sull'orificio 4 chiudendo il passaggio.

Quando la bobina è eccitata il nucleo mobile 20 si sposta verso l'alto aprendo il condotto 19: poiché l'afflusso di fluido attraverso il piccolo foro 18 è inferiore a quello mandato verso l'uscita 3, si crea uno squilibrio idraulico e quindi una forza diretta verso l'alto sul gruppo pistone-membrana che si sposta verso l'alto aprendo così il passaggio principale o orificio 4 dell 'elettrovalvola.

Benché sia fondamentale che la membrana semi-rigida di tenuta sia almeno parzialmente superiormente supportata dalla base del pistone 12, essa potrà essere anche vantaggiosamente supportata anche inferiormente come illustrato nelle Figg. 3-4, 6. Nelle forme di realizzazione delle Figg. 3-4, il fondo del pistone è formato in due pezzi 12A,12B accoppiabili tra loro, tra i quali è interposta detta membrana che sporgerà radialmente rispetto a detto pistone.

L'estensione radiale del pezzo inferiore 12B delle Figg. 3-4 rappresenta una situazione limite ma sarà naturalmente possibile che esso si estenda radialmente in misura minore (si veda Fig.

5), essendo solo indispensabile, lo ripetiamo, che la membrana risulti superiormente supportata.

Nel caso in cui fosse compatibile con i fluidi utilizzati, è possibile aumentare la tenuta dell'elemento semi-rigido tramite un ulteriore tenuta 28 illustrata in Fig. 3A, 4-6.

Un'ulteriore variante dell'invenzione è costituita dal ricavare il foro 18 nel corpo elettrovalvola 1 anziché nella membrana 11 (Fig. 3) o nel fondo del pistone 12 ( Fig. 4); inoltre il passaggio 19 può anch'esso essere ricavato nel corpo dell'elettrovalvola e non nel pistone (Figg. 3 e 4) ed infine il pistone può essere guidato sia superiormente che inferiormente (Figg. 6 e 4, rispettivamente).

In Fig. 6 la membrana semi-rigida è supportata inferiormente da un corpo 14A opportunamente sagomato che assicura inoltre la tenuta dell'orifizio 4. Qualora i fluidi usati lo consentano, convenientemente detto corpo sagomato potrà essere realizzato in gomma morbida o simile.

Sarà certamente a questo punto evidente che il grande vantaggio della presente invenzione è dato dal fatto di poter avere un elemento membrana semi-rigido che permette quindi quel tanto di flessione necessaria a mantenere il contatto sulla superficie cilindrica della camera in cui scorre senza peraltro creare sostanziale resistenza come con membrane elastiche. Contemporaneamente consente di avere la guida del pistone senza che questo abbia i problemi di attrito dovuti alla tenuta con fasce. Inoltre le dimensioni del pistone possono essere inferiori a quelle dell'elemento membrana semi-rigido consentendo soluzioni particolarmente economiche e leggere, con minori masse in movimento .

Ancora, la possibilità di scegliere tipi di membrane fatte con i più svariati possibili materiali aumenta di gran lunga la flessibilità nell 'utilizzo dell'elettrovalvola consentendone l'uso con ogni tipo di fluido di lavoro.

Nulla toglie alla originalità dell'invenzione la possibilità di legare con un elemento elastico, come già dalla tecnica nota, il nucleo mobile 20 con il gruppo pistone-membrana così che anche senza presenza di pressione ma solo con la forza elettromagnetica della bobina sul nucleo mobile sia possibile azionare il gruppo pistone-membrana ed aprire il passaggio principale dell'elettrovalvola.

E' evidente che alle forme di realizzazione illustrate potranno essere apportate numerose modifiche, sostituzioni, integrazioni e varianti di parti con altre funzionalmente equivalenti senza fuoriuscire dall'ambito di protezione definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Elettrovalvola comprendente un corpo elettrovalvola nel quale sono ricavati un condotto di entrata ed uno di uscita, un orificio principale che collega il condotto di entrata e quello di uscita nella condizione di elettrovalvola aperta e risulta invece chiuso nella condizione di elettrovalvola chiusa, un pistone scorrevole entro una opportuna camera, detto pistone portando un elemento a membrana che costituisce l'elemento di tenuta del passaggio principale, caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è realizzato in un materiale semirigido ed è almeno parzialmente superiormente supportato dalla struttura rigida del pistone, detto elemento a membrana potendo scorrere assieme al pistone almeno per parte della sua corsa, l'altra parte essendo assorbita dalla sua capacità di deformarsi secondo l'asse dell'elettrovalvola.
2. 2. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è realizzato in teflon.
3. 3. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è realizzato in gomma dura.
4. 4. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è realizzato in materiale metallico.
5. 5. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è realizzato in tessuto semirigido.
6. 6. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è realizzato in materiale composito, preferibilmente intessuto.
7. 7. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è sia superiormente che inferiormente almeno parzialmente rigidamente supportato da detto pistone il quale è guidato durante la corsa.
8. 8 . Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che è ricavato almeno un foro di passaggio in detto elemento a membrana.
9. 9. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che viene ricavato almeno un foro di passaggio in detto pistone, in prossimità di detto elemento a membrana.
10. 10. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto elemento a membrana è inserito e supportato tra due semiparti rigide del pistone.
11. 11. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6 e 8-10 quando dipendenti dalle prime, caratterizzata dal fatto che detto elemento a membrana è almeno parzialmente inferiormente supportato da un elemento non rigido che fornisce tenuta con l'orifizio principale.
12. 12. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che in prossimità della periferia di detto elemento a membrana è posto un ulteriore elemento di tenuta in materiale morbido.
13. 13. Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il pistone e l'elemento a membrana semi-rigida scorrono in due camere cilindriche coassiali che possono essere realizzate indifferentemente nel coperchio o nel corpo dell'elettrovalvola.
14. 14 . Elettrovalvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la tenuta sull'orificio principale può essere fatta o direttamente dalla membrana oppure da una guarnizione fissata solidale al gruppo pistone-membrana.