ITMI980765A1 - Sensore di pressione flottante avente caratteristiche di precisione di misura migliorate - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un sensore di misura di tipo flottante avente caratteristiche di precisione di misura migliorate. Più particolarmente, il trovato riguarda un sensore di pressione flottante, avente una elevata resistenza alla temperatura e alla pressione.

Come è noto, esistono sensori di pressione di tipo flottante, ossia in cui l'elemento sensore, che è collocato solitamente entro un nipplo che va a raccordarsi con un tubo di un circuito di cui deve essere misurata la pressione,è disposto in modo flottante entro tale nipplo.

I sensori di tipo flottante hanno dato prova di essere alquanto precisi nella trasduzione della misurazione di pressione, ma tuttavia risentono di inconvenienti per quanto riguarda la loro durata di vita quando sono sottoposti a temperature elevate e pressioni di entità considerevole.

Infatti, tali sensori di tipo flottante sono alloggiati all'interno del nipplo in cui è definita una sede prevista per l'inserimento del sensore.

In tale sede è previsto un pernetto sul quale va ad inserirsi il sensore il quale è un elemento discoidale dotato di una cavità centrale che consente l'inserimento del sensore sul pernetto.

Al fine di rendere flottante il sensore,questo è dotato di un 0-ring che consente di garantire la tenuta del sensore di pressione inserito nel pernetto del nipplo; inoltre, una molla a tazza è alloggiata nella cavità entro la quale va ad alloggiarsi il sensore.

Per evitare l'estrusione dell'anello di tenuta, ossia dell'O-ring, è previsto un anello antiestrusione realizzato in materiale termoplastico, in particolare resina acetalica, il quale prevede una sede per l alloggiamento dell'O-ring. Tale anello antiestrusione risulta ad essere direttamente in contatto con il fondo della sede di alloggiamento del sensore di pressione.

L'inconveniente di tale forma realizzatila attualmente nota è dato dal fatto che a temperature elevate o in presenza di sovrapressione Γ0-ring tende ad estrudere attraverso l'anello antiestrusione in resina acetalica. Questo è dovuto al fatto che vi è un riflusso del fluido di cui deve essere misurata la pressione il quale, andando ad urtare contro la superficie del sensore di pressione deve necessariamente rifluire verso l'apertura di mandata e quindi provoca una estrusione dell'anello di tenuta.

Inoltre, dato che il sensore di pressione è bloccato all'interno della sua sede di alloggiamento e finita nel nipplo, da un anello di bloccaggio e dato che tale anello è fissato mediante opportune viti al nipplo stesso, la previsione della misura del trasduttore viene ad essere falsata qualora tale anello non effettui un contatto adeguato con la superficie del nipplo con la quale va ad impegnarsi.

Infatti, in certe condizioni, ad esempio a temperature elevate o a pressioni elevate i punti di contatto dell'anello di bloccaggio con il nipplo non risultano essere uniformi, o essere sempre gli stessi, a causa di, ad esempio, dilatazioni termiche dell'anello di bloccaggio, e questo comporta un falsamento della misura del trasduttore di pressione, e soprattutto, una impossibilità di riprodurre sensori di pressione aventi caratteristiche identiche.

Infatti , le lavorazioni meccaniche, per quanto assolutamente precise, hanno delle tolleranze seppure minime che non consentono all 'anello di bloccaggio di esercitare una pressione sulla superficie del nipplo esattamente uguale in ogni suo punto.

L'adozione di rettifiche meccaniche non ha portato a miglioramenti significativi della precisione di misura, pur comportando per contro un costo elevato.

Compito precipuo del presente trovato è quindi quello di realizzare un sensore di pressione flottante avente caratteristiche di elevata precisione di misura.

Nell 'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un sensore di pressione avente una durata di vita prolungata rispetto ai sensori di pressione di tipo noto.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un sensore di pressione flottante che sia resistente a temperature e pressione elevate.

Ancora un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un sensore di pressione flottante in cui sia assolutamente evitata l 'estrusione dell 'anello di tenuta (0-ring) quando il sensore di pressione è sottoposto a temperature e pressioni elevate.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un sensore di pressione flottante che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un sensore di pressione flottante, comprendente un nipplo in cui è definita una sede per l alloggiamento di detto sensore, detta sede essendo dotata di un perno per l inserimento di un elemento sensore discoidale; un anello antiestrusione inserito attorno a detto perno; un anello di tenuta Inserito su detto perno e disposto a contatto con detto anello antiestrusione; caratterizzato dal fatto di comprendere un anello in materiale elastico destinato ad essere interposto tra detto elemento sensore di pressione e un disco di bloccaggio atto a bloccare detto elemento sensore di pressione nella sede definita in detto nipplo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo secondo il presente trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui;

la figura 1 è una vista prospettica, in esploso, del sensore di pressione flottante realizzato secondo il presente trovato, alloggiato in un nipplo;

la figura 2 è una vista in sezione trasversale, parziale, in esploso, del sensore di pressione flottante con i relativi elementi componenti; e la figura 3 è una vista in sezione trasversale del sensore di pressione secondo il presente trovato illustrato in condizione assemblata.

Con riferimento alle figure sopra citate, il sensore di pressione secondo il presente trovato, globalmente indicato dal numero di riferimento 1, comprende l'elemento sensore vero e proprio, indicato dal numero di riferimento 2, che va ad alloggiarsi in un nipplo 3 che si raccorda ad un tubo entro il quale scorre un fluido di cui deve essere misurata la pressione.

Il nipplo prevede una sede 4 entro la quale si alloggia il sensore di pressione 2, e tale sede presenta centralmente un elemento sporgente a perno 5.

Il sensore di pressione 2, realizzato da uh elemento discoidale presentante una sede 6 la quale va ad inserirsi sul perno 5 del nipplo 3.

Nella sede.6, e quindi attorno al perno 5, è inserita una guarnizione di tenuta,quale un 0-ring, e al di sotto dellO-ring è previsto, come noto, un anello antiestrusione, 10, realizzato in materiale termoplastico, in particolare resina acetalica, il quale ha il compito di evitare l'estrusione dell'O-ring quando questo è soggetto a temperatura e pressione elevate.

Il trovato si caratterizza per il fatto di prevedere un ulteriore anello 11 di supporto per l'anello antiestrusione 10, il quale è preferibilmente realizzato in materiale elastico,ad esempio un polimero, che abbia caratteristiche di sopportazione di temperature elevate.

Preferibilmente, l'anello in materiale elastico 11 è realizzato in materiale metallico, ancora più preferibilmente è realizzato ottone.

La sede 6 dell'elemento sensore prevede un invito 12 che consente l'inserimento dell'O-ring evitando di graffiarlo, in modo da non alterarne la resistenza e la durata.

Infine, una molla a tazza 13 è prevista disposta sul fondo della sede 4 del nipplo 3 in modo da rendere flottante il sensore di pressione 2. Dal sensore di pressione si dipartono poi contatti elettrici i qual i portano il segnale di pressione rilevato ad opportuni mezzi amplificatori (non mostrati).

Occorre rilevare come l’anello antiestrusione 10 sia dotato di una sede circonferenziale 15 che consente l’alloggiamento dell'anello di tenuta 16.

E’ inoltre previsto un disco di bloccaggio del sensore di pressione 2, indicato dal numero di riferimento 18, il quale, opportunamente dotato di fori 20 per il passaggio di elementi di bloccaggio, va ad appoggiarsi sulla superficie del nipplo all'Interno della quale è definita la sede 4 in cui è alloggiato in sensore di pressione 2.

L'anello di bloccaggio consente quindi di mantenere bloccato saldamente nella sua sede 4 il sensore di pressione 2.

Tra la superficie del nipplo e l'anello di bloccaggio 18 è prevista l'interposizione di un anello in materiale termoplastico realizzato in materiale elastico, indicato dal numero di riferimento 22.

Vantaggiosamente, tale elemento a disco, è realizzato con un polimero che abbia ottime caratteristiche di sopportazione della temperatura, più preferibilmente è realizzato in poliimmide.

Ancora più preferibilmente, tale anello 22 è realizzato in Kapton (marchio registrato).

L'anello di supporto 11 dell'anello antiestrusione 10 è invece realizzato in materiale metallico, quale ad esempio ottone, acciaio, eccetera.

L'anello di supporto 11 presenta uno smusso 25 in corrispondenza del suo foro centrale che consente all'anello di inserirsi perfettamente attorno al perno 5 del nipplo 3.

Il diametro del foro degli anelli 10, 11 e dell'O-ring 30 è pari al diametro del perno 5 del nipplo 3.

Gli smussi 25 dell'anello 11 consentono di evitare costose lavorazioni meccaniche di rettifica realizzate nella sede 4 del nipplo 2 in quanto l'anello così conformato può facilmente adattarsi strettamente attorno al perno 5 del nipplo 3.

Infine, il sensore è opportunamente realizzato, ad esempio, da un sensore a film sottile su acciaio.

L'anello di supporto 11 consente di evitare una estrusione dell'O-ring a temperatura e pressione elevate, e quindi al contempo aumenta la durata di vita del sensore di pressione e la sua resistenza a temperatura e pressione elevate.

Invece, il compito dell'anello elastico 22 è quello di consentire un contatto uniforme dell'anello di bloccaggio 18 con la superficie del nipplo 3.

Questo comporta un miglioramento considerevole della precisione di misura del sensore di pressione e una riproducibilità dello stesso senza essere costretti a sopportare costi elevati dati da rettifiche meccaniche le quali hanno peraltro dato prova di non essere in grado di consentire un significativo miglioramento della precisione di misura richiesta.

Si è in pratica constatato come il sensore di pressione secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di prolungare la durata di vita del sensore stesso migliorandone la resistenza a temperatura e pressione elevate, e al contempo consente di migliorare drasticamente la precisione di misura del sensore, senza ricorrere a lavorazioni meccaniche supplementari costose ma non significativamente efficaci .

Il sensore di pressione così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti , tutte rientranti nell ‘ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

In pratica, i materiali impiegati , nonché le dimensioni , potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sensore di pressione flottante, comprendente un nipplo in cui è definita una sede per l'alloggiamento di detto sensore, detta sede essendo dotata di un perno per l'inserimento di un elemento sensore discoidale; un anello antiestrusione inserito attorno a detto perno; un anello di tenuta inserito su detto perno e disposto a contatto con detto anello antiestrusione; caratterizzato dal fatto di comprendere un anello in materiale elastico destinato ad essere interposto tra detto elemento sensore di pressione e un disco di bloccaggio atto a bloccare detto elemento sensore di pressione nella sede definita in detto nipplo.
2. 2. Sensore di pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un ulteriore anello, realizzato in materiale metallico, disposto tra detto anello antiestrusione e la superficie di fondo di detta sede del nipplo in cui è alloggiato l'elemento sensore.
3. 3. Sensore di pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre mezzi elastici alloggiati nella sede di detto nipplo, e destinati a consentire un appoggio elastico a detto elemento sensore quando questo è inserito in detta sede.
4. 4. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello metallico è realizzato in ottone.
5. 5. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello metallico è realizzato in ottone.
6. 6. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello in materiale elastico è realizzato mediante un polimero.
7. 7. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello in materiale elastico è realizzato in poliimmide.
8. 8. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello in materiale elastico è realizzato in Kapton.
9. 9. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello antiestrusione è realizzato in materiale termoplastico.
10. 10.Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello antiestrusione è realizzato in resina acetalica.
11. 11. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello in materiale metallico presenta uno smusso in corrispondenza della sua superficie destinata ad essere appoggiata sul fondo di detta sede del nipplo.
12. 12.Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto anello antiestrusione prevede, sulla sua superficie superiore, destinata ad essere rivolta verso l'elemento sensore di pressione, una sede atta ad alloggiare detto anello di tenuta.
13. 13. Sensore di pressione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.