ITTA20120004A1

ITTA20120004A1 - Dispositivo per il funzionamento di elettrovalvole bistabili per gas a bassa pressione

Info

Publication number: ITTA20120004A1
Application number: IT000004A
Authority: IT
Inventors: Martino Convertini
Original assignee: Martino Convertini
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-15

Description

DESCRIZIONE

Allo stato attuale l’uso di elettrovalvole bistabili è comunemente adottato per l’erogazione di acqua o liquidi in genere.

Tali elettrovalvole bistabili chiudono e aprono l’erogazione del fluido con un impulso di tensione.

Queste elettrovalvole possono essere chiuse tramite un impulso di tensione ma, per essere aperte, hanno bisogno, oltre che a un impulso di tensione, di una pressione minima nella tubazione di 350 mbar. Il tempo di apertura e chiusura è superiore a diversi secondi.

Con lo stesso principio esistono elettrovalvole bistabili per gas secchi vari, (aria, ossigeno, azoto, ecc...) il cui uso è possibile solo per basse portate e che possono essere aperte solo in presenza di una pressione interna superiore a 70 mbar.

Queste caratteristiche rendono il loro utilizzo incompatibile con le portate e le pressioni normalmente in uso nelle reti di distribuzione di gas metano e GPL, che vanno dai 20 ai 40 mbar.

Le elettrovalvole presenti sul mercato e utilizzate per gas, quando le pressioni di esercizio siano inferiori ai 70mbar e le portate siano importanti, sono di tre tipi:

- elettrovalvole per gas normalmente aperte; queste elettrovalvole hanno bisogno di un impulso di tensione per chiudere e hanno bisogno di alimentazione continua per rimanere chiuse.

- elettrovalvola a riarmo manuale che può essere chiusa con un impulso di tensione, ma per aprirla bisogna riarmarla manualmente;

- elettrovalvole normalmente chiuse che per erogare hanno bisogno di alimentazione continuativa, con conseguente spreco di energia e possibili problemi a seguito del riscaldamento delle bobine;

Per ovviare a tali inconvenienti e ottenere altri e ulteriori vantaggi il richiedente ha studiato e realizzato il presente trovato.

Esso consiste in un dispositivo in grado di aprire e chiudere una elettrovalvola per gas con un impulso di tensione della durata inferiore al secondo in tubazioni a bassa pressione (0-100 mbar).

Questo nuovo dispositivo può essere integrato o associato a qualunque dispositivo che abbia la necessità di chiudere o aprire una erogazione di gas all'interno di una tubazione con pressioni a partire dalla pressione atmosferica in su.

Il dispositivo in oggetto può essere utilizzato, a titolo di esempio esemplificativo ma non limitativo, su un corpo valvola in modo da costituire una elettrovalvola bistabile per gas, oppure su un corpo regolatore di pressione che abbia una pressione in ingresso variabile, es. da 10 bar in giù e una uscita inferiore ai 70 mbar, oppure all'interno o all’esterno di contatori volumetrici o altri sistemi di erogazione, contatori di qualunque forma e tipo, a membrana, elettronici, di qualunque forma e tecnica ecc. ecc.

La Figura 1 descrive il dispositivo secondo il trovato, applicato a titolo esemplificativo ma non limitativo ad un corpo elettrovalvola per gas (10). Esso è caratterizzato da uno o più elementi magnetici (1), posti all’interno del nucleo mobile (11) dell’elettrovalvola che termina con l’otturatore (9). Il nucleo mobile (11) si muove all’interno di un cannotto (2).

intorno al cannotto (2) è situato il solenoide (3) dell’elettrovalvola, alimentato dal connettore elettrico (4).

Gli elementi magnetici (1) possono essere eventualmente separati tra loro da una sezione di materiale diamagnetico (5).

Il principio si basa sull’equilibrio tra la forza di attrazione e repulsione dei magneti (1), la forza della molla (6), la potenza del solenoide (3), la pressione del flusso in entrata (7), la pressione di ritorno o contro flusso sull’uscita della valvola (8), il valore della tensione di alimentazione e la corrente erogata.

Quando il solenoide (3) non è alimentato, i campi magnetici dei magneti (1), in combinazione o in contrapposizione con la forza della molla (6) mantengono stabile lo stato di apertura o chiusura dell’elettrovalvola: se l’elettrovalvola è aperta, rimane aperta, se è chiusa rimane chiusa.

Quando il solenoide (3) viene alimentato da un breve impulso di tensione e corrente adeguata, si crea un campo magnetico al suo interno che può determinare o l’attrazione del nucleo mobile (11) verso l’alto o la sua repulsione verso il basso.

Nel primo caso, la valvola viene aperta vincendo la forza contraria della molla (6). Quando il solenoide (3) non è più alimentato, la valvola rimane aperta in quanto la forza di attrazione tra i magneti (1) ed il materiale ferromagnetico presente sulla testata del cannotto (12) è superiore alla forza esercitata dalla molla (6) che tenderebbe a far chiudere la valvola. Nel secondo caso, il campo magnetico generato dal solenoide (3) spinge il nucleo mobile (11) verso il basso, ottenendo la chiusura della valvola La forza della molla (6) e il peso stesso del nucleo mobile (11) mantengono chiusa la valvola.

il senso di apertura o chiusura dell’elettrovalvola dipende dalla polarità di alimentazione ai capi del solenoide (3) e/o dal posizionamento reciproco dei magneti (1) all’interno del nucleo mobile nel senso N-S o S-N. Invertendo la polarità dell’alimentazione ai capi del solenoide si invertono le linee di forza del campo magnetico.

Il buon funzionamento del dispositivo è determinato dal corretto dimensionamento dei componenti magnetici inseriti nel nucleo mobile (11), dalla forza della molla (6) dell’elettrovalvola, e da tutte le variabili (es, portata, pressione di flusso e di contro flusso, tensione alimentazione, potenza solenoide, caratteristiche dei magneti ecc..) che fanno parte del principio di funzionamento del dispositivo oggetto del presente trovato.

Il sistema così realizzato è in grado di aprire e/o chiudere una elettrovalvola bistabile anche in assenza di pressione al suo interno mantenendo stabile, senza alimentazione continua, lo stato di apertura o chiusura della valvola.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . dispositivo basato su un principio di funzionamento magnetico che, con un singolo impulso di tensione, permette l’apertura o la chiusura in meno di un secondo di qualunque elettrovalvola per l’erogazione di qualunque flusso gassoso aeriforme a bassa pressione mantenendo stabile lo stato di apertura e chiusura dell’elettrovalvola in assenza di alimentazione elettrica e anche in assenza di pressione interna alle tubazioni. 2. dispositivo come alla rivendicazione 1 , integrato o associato a un regolatore di pressione, con pressione in uscita inferiore ai 70 mbar; 3. dispositivo come alla rivendicazione 1 , integrato o associato a contatori volumetrici di gas secchi o altri sistemi di erogazione, contatori di gas di qualunque forma e tipo - a membrana, elettronici, di qualunque forma e tecnica ecc. ecc; 4. dispositivo come alle rivendicazioni 1-3 in cui si possano modificare il numero, la forza, le dimensioni, la posizione dei magneti all’interno del nucleo mobile o si possano inserire elementi magnetici, ferromagnetici, diamagnetici, internamente o esternamente a questo