ITMI961507A1 - Dispositivo oleopneumatico per il comando di interruttori elettrici - Google Patents

Description

Descrizione del trovato

La presente invenzione riguarda un dispositivo o accumulatore oleopneumatico per la manovra di interruttori elettrici, e più in particolare un sistema di controllo. In diverse applicazioni, per la manovra degli interruttori sono necessari mezzi di comando o dispositivi di attuazione in grado di fornire ingenti quantità di energia meccanica in tempi molto brevi.

Tale energia deve quindi essere preventivamente accumulata in dispositivi che siano ricaricabili in modo lento, ossia con modesto apporto di energia meccanica per unità di tempo, e che siano poi in grado di erogare con rapidità tale energia al momento della manovra.

Un ben noto dispositivo del genere, comprende molle in acciaio, di vario tipo, che vengono caricate in vario modo. Un dispositivo del genere presenta il fondamentale inconveniente di avere peso e ingombro molto elevati all'aumentare dell'energia da accumulare.

Un altro dispositivo noto prevede l'impiego di accumulatori oleopneumatici i quali, a parità di peso e ingombro, consentono di immagazzinare molta più energia rispetto ai dispositivi a molla, tipicamente dell'ordine di 10-15 volte.

Tuttavia, i noti dispositivi oleopneumatici hanno due forti limitazioni. In primo luogo, sia la quantità di energia accumulata lentamente che quella restituita al momento della manovra dipendono dalla temperatura.

Essi inoltre necessitano di un sistema di controllo della quantità di energia accumulata, dotato di un pressostato e di una valvola di sicurezza che rendono il dispositivo complesso, costoso e relativamente poco affidabile.

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti descritti ed apparteneneti alla tecnica anteriore, ed in particolare di realizzare un dispositivo oleopneumatico per il comando di interruttori elettrici che sia di costruzione semplice e in grado di garantire l'indipendenza dell'energia accumulata (e rilasciata) dalla temperatura .

Questi scopi vengono conseguiti mediante l'invenzione che consiste in un dispositivo oleopneumatico per il comando di interruttori elettrici, comprendente un cilindro al cui interno è scorrevolmente mobile un pistone libero per definire una camera contenente un fluido di lavoro, una pompa per applicare olio in pressione al pistone del cilindro per comprimere il fluido di lavoro, mezzi di controllo per arrestare la pompa al raggiungimento di un volume prestabilito del fluido compresso, e mezzi per scaricare l'olio verso un circuito a bassa pressione per liberare rapidamente l'energia immagazzinata, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di controllo comprendono un microinterruttore di comando per l'arresto della pompa, la cui posizione è funzione della temperatura del fluido di lavoro, che il microinterruttore coopera con un organo di comando profilato trascinato dal movimento di compressione del pistone.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Il dispositivo secondo l'invenzione permette di controllare accuratamente l'energia restituita da un accumulatore oleopneumatico in modo indipendente dalla temperatura, e nel contempo di realizzare un dispositivo di controllo avente elevata sicurezza e precisione.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni allegati, relativi a forme realizzative preferite ma non limitative dell'invenzione, in cui:

la figura 1, illustra schematicamente la costruzione di un dispositivo secondo l'invenzione; e

la figura 2, illustra una variante realizzativa del dispositivo secondo l'invenzione.

In entrambe le figure, gli stessi riferimenti numerici verranno utilizzati per contraddistinguere componenti uguali o sostanzialmente equivalenti.

Con riferimento alla figura 1, il dispositivo secondo l'invenzione comprende un cilindro 1 chiuso ad una estremità da un fondello 22 e all'altra estremità da una testata 3.

Un pistone libero 2, mobile scorrevolmente all'interno del cilindro 1 definisce, con il fondello 22, una camera 24 a volume variabile in cui è contenuto il fluido (in genere un gas, in particolare azoto) in cui viene immagazzinata l'energia. In particolare, tale energia dipende dalla pressione P e dal volume V e della temperatura del gas.

Sulla testata 3 è montato un raccordo a gomito 9 mediante il quale dell'olio in pressione 21 può essere applicato alla superficie del pistone 2, allo scopo di comprimere il gas, oppure scaricato per sfruttare l'energia immagazzinata nel gas compresso.

L'olio in pressione 21 proviene da un circuito ad alta pressione AP, comprendente una pompa 20 ed un serbatoio 29. Sul raccordo 9 è realizzato un foro 25 su cui è montata una valvola 8 comprendente un condotto 26 a forma di T.

Nel ramo orizzontale del condotto a T, allineato con il foro 25, è assialmente movibile uno spillo 11 che porta ad una estremità una biglia o sfera 10, mentre all'altra estremità dello spillo fuoriesce, attraverso una opportuna tenuta, dal corpo della valvola. Il ramo verticale della T è collegato con un tubo 28 ad un circuito a bassa pressione collegato al serbatoio 29. Il diametro del foro 26 è inferiore al diametro della biglia 10, per cui quest'ultima ostruisce il foro quando la biglia si sposta verso sinistra.

Al pistone 2 libero che separa il circuito idraulico dal volume di gas di immagazzinamento dell'energia, è inoltre direttamente e rigidamente collegata un'asta 4 che attraversa a tenuta il raccordo 9 e porta alla sua estremità esterna una slitta 6 ed una paletta 7.

La slitta 6 è formata come un corpo profilato e serve per l'azionamento di un microinterruttore 5 che comanda l'arresto della pompa 20 ed è montato sulla testata 3 tramite un supporto elastico 12 ed un complesso formato da un supporto rigido 14 ed un elemento termostatico 13.

Il microinterruttore 5 è dotato di un contatto 15 che viene aperto dal profilo o piano inclinato della slitta 6 quando, durante il movimento di compressione, il pistone 2 è avanzato di un tratto c rispetto alla posizione di massima espansione.

Più precisamente, l'elemento di supporto rigido 14 è formato come una staffa fissata alla testata 3 in corrispondenza di una estremità tramite una vite, e comunque in contatto termico con la testata, e quindi con il cilindro 1.

L'altra estremità della staffa è fissata al microinterruttore 5 tramite un elemento termostatico 13, ossia un componente sensibile alla temperatura, ad esempio una lamina bimetallica. Il microinterruttore 5 è inoltre vincolato alla testata 3 mediante l'elemento 12, ad esempio a forma di molla elastica, che esercita una forza di richiamo sul microinterruttore.

La posizione, in senso verticale, del microinterruttore 5 viene quindi definita in funzione della temperatura del cilindro 1, ossia della temperatura del gas compresso. Conseguentemente, l'apertura del contatto 15 può essere anticipata o ritardata in funzione della temperatura, sia agendo sulla taratura dell'elemento termostatico 13 che sul profilo o piano inclinato (o sulla posizione) della slitta 6, oppure anche su entrambi.

La paletta 7 può spostare lo spillo verso destra, e più precisamente, quando il pistone 2 in compressione ha percorso una distanza d, la paletta 7 spinge lo spillo 11 della valvola 8 verso destra e la biglia mette il foro 26 in comunicazione con 21, consentendo così il collegamento idraulico fluido tra il cilindro e il circuito a bassa pressione.

In tal modo, la paletta 7 provvede a scaricare l'eccesso di pressione nel circuito di bassa pressione BP.

Il funzionamento del dispositivo secondo l'invenzione è il seguente:

Dopo un azionamento (eseguito dalla paletta 6), la pompa di ricarica 29 del circuito AP immette olio in pressione nel cilindro determinando il movimento del pistone 2, riducendo progressivamente il volume della camera 24 e quindi comprimendo il gas ivi contenuto; il microinterruttore arresta la pompa quando è raggiunta pressione prestabilita in fuznione della temperatura.

La sfera 10 viene spinta ad ostruire il condotto 26 dalla pressione dell'olio 21 in caso di mancato arresto della pompa.

Quando la camera 24 raggiunge il desiderato volume minimo ammesso, la paletta 7 spinge la biglia verso destra, consentendo la limitazione della pressione tramite lo scarico dell'olio attraverso la valvola 8 nel serbatoio 29. La pressione P del fluido compresso è funzione della corsa del pistone 2, e quindi della corsa c, la quale a sua volta dipende dalla posizione verticale del microinterruttore 5 definita dalla temperatura del fluido compresso.

Configurando adeguatamente il profilo della slitta 6 e scegliendo le caratteristiche del termostato 13, è possibile far variare la pressione P in modo da rendere l'energia restituita indipendente dalla temperatura.

Inoltre, come misura di sicurezza, il circuito idraulico AP è preferibilmente dotato di una valvola 8 limitatrice di pressione, collegata al serbatoio 29, che si apre qualora la pressione nel circuito AP superi un valore di sicurezza. Nella forma realizzativa dell'invenzione illustrata in figura 2, in cui sono stati usati gli stessi riferimenti per parti uguali o comunque funzionalmente corrispondenti, il collegamento tra il pistone e un'asta di azionamento 23, è realizzato, invece che con un'asta rigida, mediante un elemento 16 di trazione, ossia in grado di trasmettere solo forze di trazione e non di compressione. L'elemento 16 di trazione è vantaggiosamente formato da una catena o un filo metallico. Inoltre, è previsto un raccordo arcuato 17, che ha una estensione compresa fra 0 e 180°, tra la testata 3 e un raccordo 9 (analogo a quello di figura 1) collegato al circuito ad alta pressione AP (non mostrato). La catena o il filo si appoggia sulla superficie interna del condotto arcuato. Gli altri componenti, a parte alcune marginali modifiche di posizione o struttura sono uguali a quelli già illustrati con riferimento alla versione di figura 1.

Claims (11)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo oleopneumatico per il comando di interruttori elettrici, comprendente un cilindro (1) al cui interno è movibile un pistone libero (2) per definire una camera (24) contenente un fluido di lavoro (24), una pompa (20) per applicare olio in pressione (21) al pistone (2) per comprimere il fluido di lavoro (24), mezzi di controllo per arrestare detta pompa al raggiungimento di un volume prestabilito del fluido compresso, e mezzi per scaricare l'olio (21) verso un circuito a bassa pressione (BP) per liberare rapidamente l'energia immagazzinata, caratterizzato dal fatto che i mezzi di controllo comprendono un microinterruttore (5) di comando per l'arresto della pompa (20), la cui posizione è funzione della temperatura del fluido di lavoro e che il microinterruttore (5) coopera con un organo di comando profilato (6) trascinato dal movimento di compressione del pistone (2).
2. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il microinterruttore (5) è fissato al cilindro (1) tramite un elemento termostatico (13) collegato ad un elemento di supporto rigido (14) in relazione di scambio termico con il cilindro (1).
3. 3. Dispositivo, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il microinterruttore (5) è inoltre vincolato al cilindro (1) tramite un elemento elastico di richiamo (12).
4. 4. Dispositivo, secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che l'organo di comando profilato è costituito da una slitta (6) avente contorno sagomato, collegata ad un'asta (4, 23) trascinata dal pistone (2).
5. 5. Dispositivo, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la slitta (6) è montata su un'asta (4) che è direttamente e rigidamente collegata al pistone (2).
6. 6. Dispositivo, secondo le rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che sulla testata (3) è montato un raccordo a gomito (9) collegato ad una sorgente di olio in pressione (21), proveniente da un circuito ad alta pressione (AP) comprendente una pompa (20) ed un serbatoio (29) .
7. 7. Dispositivo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che sul raccordo (9) è realizzato un foro (25) su cui è montata una valvola (8) per lo scarico dell'olio in pressione (21) verso un circuito a bassa pressione (BP).
8. 8. Dispositivo, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la valvola (8) per lo scarico dell'olio comprende un condotto (26) a forma di T con un ramo allineato con il foro (25) del raccordo (8), in cui è assialmente mobile uno spillo (11) che porta ad una estremità una biglia o sfera (10), con l'altra estremità dello spillo (11) che fuoriesce dal corpo della valvola (8), e che l'altro ramo della valvola (8) è collegato, tramite un tubo (28), al circuito a bassa pressione (BP), e che il diametro del tubo (26) è inferiore al diametro della biglia (10) .
9. 9. Dispositivo, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l'estremità esterna dell'asta (4) porta una paletta (7) cooperante con lo spillo (11) per scaricare l'eccesso di pressione nel circuito di bassa pressione (BP).
10. 10. Dispositivo, secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che la slitta (6) è montata su un'asta (4) collegata al pistone (2) mediante un componente trattivo (16), quale una catena o un filo metallico, ed è previsto un raccordo arcuato (17) tra la testata (3) e un raccordo (9) , collegato al circuito ad alta pressione (AP).
11. 11. Dispositivo, secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la catena o il filo appoggiano sulla superficie interna del condotto arcuato (17).