ITTO960869A1

ITTO960869A1 - Trasduttore elettronico differenziale di pressione.

Info

Publication number: ITTO960869A1
Application number: IT96TO000869A
Authority: IT
Inventors: Damiano Siviero
Original assignee: Elbi Int Spa
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1998-04-25
Also published as: DE19745858A1; FR2755237B1; IT1288780B1; FR2755237A1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Trasduttore elettronico differenziale di pressione"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un trasduttore elettronico differenziale di pressione utilizzabile in particolare (ma non solo) in macchine lavatrici quali macchine lavabiancheria o lavastoviglie, caldaie a gas per riscaldamento ed altri elettrodomestici .

Il trasduttore differenziale di pressione secondo l'invenzione comprende

un involucro rigido cavo in cui è sottesa una membrana che divide la regione interna a detto involucro in una prima ed in una seconda camera separate a tenuta; nell'involucro essendo definita una prima ed una seconda apertura per l'immissione in dette camere di rispettivi fluidi le cui pressioni agiscono su superfici opposte di detta membrana;

un avvolgimento portato in posizione fissa da detto involucro,

un equipaggio mobile connesso alla membrana ed estendentesi in una di dette camere; l'equipaggio comprendendo un nucleo di materiale ferromagnetico, mobile rispetto a detto avvolgimento per effetto di uno spostamento della membrana, in modo tale per cui l'induttanza di detto avvolgimento è suscettibile di variare in funzione della differenza delle pressioni di detti fluidi che agiscono sulla membrana;

primi mezzi elastici disposti nell'involucro e tendenti a contrastare elasticamente lo spostamento dell'equipaggio mobile e della membrana in una direzione ,

secondi mezzi elastici, parimenti disposti nell'involucro, e tendenti a contrastare elasticamente lo spostamento dell'equipaggio mobile e della membrana nella direzione opposta, e

mezzi di regolazione associati a detti primi o a detti secondi mezzi elastici, ed atti a consentire la taratura del loro precarico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, fornita a puro titolo d'esempio non limitativo con riferimento al disegno allegato in cui è mostrato in vista assialmente sezionata un trasduttore secondo l'invenzione.

Nel disegno con 1 è complessivamente indicato un trasduttore elettronico differenziale di pressione secondo l'invenzione.

Nella realizzazione esemplificativamente illustrata tale trasduttore comprende un involucro rigido formato da un primo elemento 2, sagomato sostanzialmente a guisa di tazza, da un secondo elemento 3 di forma generale tubolare, e da un terzo elemento 4 disposto intorno al secondo.

Fra gli elementi 2 e 3 dell'involucro è serrata, a tenuta di fluido, la periferia di una membrana elastica 5 costituita ad esempio da un materiale elastomerico . Tale membrana divide la regione compresa all'interno degli elementi 2 e 3 dell'involucro in una prima ed in una seconda camera indicate con 6 e 7.

L'elemento 3 dell'involucro presenta una prima porzione d'estremità 3a rivolta all'elemento 2 e presentante un grande diametro. A tale porzione si raccorda una porzione intermedia 3b, di diametro ridotto, intorno alla quale è disposto un avvolgimento indicato con 8.

L'elemento 3 presenta infine una porzione di estremità 3c che nella realizzazione esemplificativamente illustrata presenta un diametro intermedio fra quelli delle porzioni 3b e 3a. La superficie interna della parte assiale di estremità della porzione 3c presenta una filettatura, mentre la restante parte assiale di tale porzione, che è rivolta alla membrana, presenta una superficie interna liscia.

Nella porzione 3c -dell'elemento 3 dell'involucro è montato un organo tubolare 10 di regolazione, di forma essenzialmente cilindrica, provvisto di un mantello cilindrico esterno integrale IOa. La superficie esterna di tale mantello è, dalla parte rivolta alla membrana 5, essenzialmente liscia, e presenta una gola 10b in cui è disposto un anello torico di tenuta 11. La porzione della superficie esterna del mantello IOa più lontana dalla membrana 5 presenta invece una filettatura che si impegna nella filettatura interna della porzione 3c dell'elemento 3 dell'involucro.

La porzione principale 10c dell'organo di regolazione 10 presenta una filettatura nella sua parte assiale rivolta alla membrana 5 ed è invece liscia nella sua parte assiale più lontana da tale membrana .

Un secondo organo di regolazione, complessivamente indicato con 9, avente sostanzialmente la forma di un bicchiere, è montato all'interno della parte principale 10c dell'organo di regolazione 10. L'organo di regolazione 9 presenta una parete di testa 9a provvista di un anello torico di tenuta 12 nella sua periferia, ed una porzione tubolare 9b la cui estremità rivolta alla membrana presenta una filettatura esterna che si impegna nella filettatura interna dell'organo di regolazione 10.

L'elemento 4 dell'involucro circonda le porzioni 3b e 3c dell'elemento 3, e dalla parte opposta alla membrana 5 presenta un'apertura 4a avente un diametro maggiore del diametro esterno del mantello 10a dell'organo di regolazione 10.

Attraverso l'apertura 4a è possibile agire sull'organo di regolazione 10 per variarne la posizione assiale relativamente all'elemento 3 dell'involucro, avvitando ovvero svitando tale organo .

Anche la posizione assiale dell'organo di regolazione 9 è registrabile avvitando o svitando tale organo relativamente all'organo di regolazione io .

L'elemento 2 dell'involucro del trasduttore presenta un'apertura o passaggio 13 per l'immissione di un primo fluido nella camera 6. Nella"realizzazione illustrata tale apertura è costituita dal passaggio definito all'interno di un raccordo radiale periferico 14 cui nell'uso viene addotto detto fluido, ad esempio tramite una tubazione flessibile 15 calzata su tale raccordo.

In alternativa a tale soluzione, il raccordo di immissione del fluido nella camera 6 può essere ricavato centralmente nell'elemento 2 dell'involucro, ad esempio nel modo illustrato a tratteggio nel disegno, ove tale raccordo centrale è indicato con 14' .

Secondo un'ulteriore alternativa, il raccordo di immissione potrebbe essere ricavato nella parete frontale principale dell'elemento 2 dell'involucro, ma in posizione decentrata, come è parimenti illustrato a tratteggio nel disegno, ove tale raccordo decentrato è indicato con 14".

Nella porzione 3a dell'elemento 3 dell'involucro è parimenti realizzata un'apertura o passaggio 16, per l'immissione di un secondo fluido nella camera 7 del trasduttore. Nella realizzazione illustrata tale apertura è costituita dal passaggio definito all'interno di un raccordo radiale periferico 17 cui è accoppiata l'estremità di una tubazione 18 di adduzione. In virtù della disposizione sopra descritta, nel funzionamento le pressioni dei fluidi nelle camere 6 e 7 del trasduttore agiscono su superfici opposte della membrana 5 che risulta dunque suscettibile di spostarsi al variare della differenza delle pressioni di tali fluidi. Il trasduttore è dunque di tipo differenziale e può essere utilizzato per rilevare la differenza di pressione fra due fluidi, quali due liquidi, due gas od un liquido ed un gas.

All'interno dell'elemento 3 dell'involucro è montato un equipaggio mobile complessivamente indicato con 20. Tale equipaggio comprende un organo 21 con una porzione d'estremità a disco 21a che insiste su parte della superficie o faccia della membrana 5 rivolta alla camera 7, e uno stelo 21b che si estende coassialmente all'interno della porzione 3b dell'elemento 3 e reca esternamente un anello 22 di materiale ferromagnetico.

Una molla elicoidale 23 è disposta nella camera 6, fra la parete dell'elemento 2 dell'involucro e la membrana 5 .

Una seconda molla elicoidale, indicata con 24, è disposta fra l'estremità dello stelo 21b dell'organo 21 e l'organo di regolazione 9.

Con 25 è indicata una molla del tipo a lamina anulare, interposta fra uno spallamento dell'estremità libera dello stelo 21b dell'organo 21 ed il bordo di estremità dell'organo di regolazione 10 che è rivolto alla membrana 5.

La molla 23 agisce sull'equipaggio mobile 20 in senso contrario all'azione esercitata su tale equipaggio da parte delle molle 24 e 25.

Mediante la registrazione della posizione assiale degli organi di regolazione 9 e 10 è possibile variare le caratteristiche ovvero il campo di lavoro delle molle 24 e 25, e pertanto variare la caratteristica di trasduzione dell'intero dispositivo .

Nell'impiego, a seconda delle differenze delle pressioni dei fluidi nelle camere 6 e 7 del trasduttore, varia la posizione della membrana 5 e dell'associato equipaggio mobile 20. Varia di conseguenza la posizione dell'elemento di materiale ferromagnetico 22 relativamente all'avvolgimento stazionario 8.

L'induttanza dell'avvolgimento 8 varia dunque in funzione .della differenza della pressioni dei fluidi che agiscono sulla membrana.

L'avvolgimento 8 è collegato a circuiti 26 portati da una piastra 27 disposta nella regione compresa tra gli elementi 3 e 4 dell'involucro. Tali circuiti sono realizzati, in modo per sé noto, per generare nel funzionamento un segnale la cui frequenza varia al variare dell'induttanza dell'avvolgimento 8.

Il comportamento del trasduttore di pressione nel suo complesso è quindi definibile mediante una caratteristica frequenza/differenza di pressione, ovvero frequenza/corsa dell'equipaggio mobile 20.

Convenientemente, la molla a lamina 25 ha una caratteristica carico/deformazione di tipo nonlineare, mentre le molle elicoidali 23 e 24 hanno una caratteristica essenzialmente lineare.

Agendo sugli organi di regolazione 9 e 10 è possibile, al termine della linea di produzione, operare in modo agevole e rapido la taratura del trasduttore, in modo tale che esso presenti la desiderata caratteristica frequenza/differenza di pressione .

Il trasduttore differenziale sopra descritto si presta ad essere trasformato in trasduttore assoluto di pressione semplicemente otturandone uno degli ingressi, in particolare l'ingresso 16. In tal caso la variazione di frequenza del segnale generato risulta indicativa della pressione del fluido alimentato all'ingresso non otturato del trasduttore.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione come definita nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Trasduttore differenziale di pressione comprendente un involucro rigido cavo (2, 3, 4) in cui è sottesa una membrana (5) che divide la regione interna a detto involucro in una prima ed in una seconda camera (6, 7) separate a tenuta; nell'involucro essendo definita una prima ed una seconda apertura (13, 16) per l'immissione in dette camere (6, 7) di rispettivi fluidi le cui pressioni agiscono su superfici opposte di detta membrana (5); un avvolgimento (8) portato in posizione fissa da detto involucro (2-4), un equipaggio mobile (20) connesso alla membrana (5) ed estendentesi in una di dette camere (7); l'equipaggio (20) comprendendo un nucleo di materiale ferromagnetico (22), mobile rispetto a detto avvolgimento (8) per effetto di uno spostamento della membrana (5), in modo tale per cui l'induttanza di detto avvolgimento (8) è suscettibile di variare in funzione della differenza delle pressioni di detti fluidi che agiscono sulla membrana (5); primi mezzi elastici (23) disposti nell'involucro e tendenti a contrastare elasticamente lo spostamento dell'equipaggio mobile (20) e della raerabrana (5) in una direzione, secondi mezzi elastici (24, 25), parimenti disposti nell'involucro, e tendenti a contrastare elasticamente lo spostamento dell'equipaggio mobile (20) e della membrana (5) nella direzione opposta, e mezzi di regolazione (9, 10) associati a detti primi o a detti secondi mezzi elastici (24, 25), ed atti a consentire la taratura del loro precarico.
2. Trasduttore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'involucro comprende un primo elemento (2) sostanzialmente a forma di tazza, nella cui parete è definita detta prima apertura (13) , ed un secondo elemento (3) di forma sostanzialmente tubolare, accoppiato al primo elemento (2) con l'interposizione della periferia della membrana (5); detto secondo elemento (3) presentando una prima porzione d'estremità (3a) rivolta al primo elemento (2) ed in cui è ricavata la suddetta seconda apertura (16), una porzione assiale intermedia (3b) in cui è disposto detto avvolgimento (8), ed una seconda porzione d'estremità (3c) in cui sono sopportati in modo mobile a tenuta di fluido detti mezzi di regolazione (9, 10).
3. Trasduttore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono un primo organo di regolazione (9) sostanzialmente a forma di bicchiere, spostabile assialmente a tenuta di fluido ed in modo regolabile rispetto a detta seconda porzione d'estremità (3c) del secondo elemento (3) dell'involucro; detti secondi mezzi elastici comprendendo una molla elicoidale (24) interposta fra detto primo organo di regolazione (9) e l'equipaggio mobile (20).
4. Trasduttore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono un secondo organo di regolazione (10) di forma essenzialmente tubolare, interposto tra detto primo organo di regolazione (9) e la suddetta seconda porzione di estremità (3c) del secondo elemento (3) dell'involucro e spostabile assialmente a tenuta di fluido ed in modo regolabile rispetto ad essi; detti secondi mezzi elastici comprendendo inoltre una molla a lamina (25) interposta tra il secondo organo di regolazione (10) e l'equipaggio mobile (20).
5. Trasduttore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto primo organo di regolazione (9) è inserito con un accoppiamento filettato e con l'interposizione di un anello di tenuta (12) nel secondo organo di regolazione (10) il quale è a sua volta inserito con accoppiamento filettato e con l'interposizione di un secondo anello di tenuta (11) nella seconda porzione d'estremità (3c) di detto secondo elemento dell'involucro (3).
6. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 5, caratterizzato dal fatto che l'apertura (13) del primo elemento dell'involucro (2) è ricavata centralmente nello stesso.
7 . Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 5, caratterizzato dal fatto che l'apertura (13) del primo elemento (2) dell'involucro è costituita da un raccordo predisposto in posizione decentrata in detto elemento (2).
8. Trasduttore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che l'apertura del primo elemento (2) dell'involucro è costituita da un raccordo radiale periferico (14) .
9. Trasduttore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che l'apertura del primo elemento (2) dell'involucro è costituita da un raccordo frontale decentrato (14").
10. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 9, caratterizzato dal fatto che l'apertura (16) del secondo elemento (3) dell'involucro è costituita da un raccordo radiale periferico (17) dello stesso.
11. Trasduttore differenziale di pressione sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.