ITTO990365A1 - Elettrovalvola bistabile perfezionata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Elettrovalvola bistabile perfezionata"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un'elettrovalvola bistabile.

Più in dettaglio tale elettrovalvola comprende:

- un corpo cavo,

- una prima ed una seconda espansione polare di materiale magnetico, disposte entro detto corpo, così da definire insieme con il corpo una camera presentante almeno una prima ed una seconda apertura,

- un otturatore di materiale magnetico, disposto in detta camera e mobile fra una prima ed una seconda posizione di lavoro, in cui è posizionato contro detta prima e, rispettivamente, seconda apertura,

- mezzi generatori di campo magnetico permanente disposti in posizione intermedia fra dette espansioni polari ed intorno al percorso dell'otturatore per generare un flusso magnetico tendente a determinare l'attrazione dell'otturatore verso l'uno o l’altra di dette espansioni polari ed a mantenerlo in dette prima e seconda posizioni di lavoro, corrispondenti a posizioni di minima distanza dalla rispettiva espansione polare, e

- un solenoide di comando disposto esternamente al corpo ed accoppiato magneticamente con dette espansioni polari in modo tale per cui, nella sua condizione eccitata, genera un flusso magnetico di comando concatenato con dette espansioni polari e con l'otturatore, detto flusso essendo atto a provocare il passaggio dell'otturatore dalla posizione di lavoro in cui si trova all'altra.

Un'elettrovalvola nota di questo tipo è descritta in DE-A-3718 490. Secondo tale documento l 'otturatore è costituito da un corpo cilindrico di materiale ferromagnetico con un foro passante assiale alle cui estremità sono disposte sfere otturatrici, fra le quali è interposta una molla elicoidale .

La struttura composita di tale otturatore rende quindi complessi il suo montaggio e la sua installazione .

Allo scopo di ovviare a tale inconveniente, costituisce oggetto della presente invenzione un'elettrovalvola del tipo indicato all'inizio della presente descrizione e caratterizzata dal fatto che il suddetto otturatore ha struttura sostanzialmente monolitica.

Quest 'ultima risulta così decisamente semplificata rispetto a quella prevista dalla tecnica nota.

Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione, i suddetti mezzi generatori di campo magnetico permanente sono posizionati entro una nicchia circonferenziale ricavata nella porzione mediana del corpo cavo, consentendo uno sfruttamento migliore delle loro proprietà magnetiche.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi forniti a titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione di un’elettrovalvola secondo l'invenzione in una prima posizione di lavoro, e

la figura 2 è una vista in sezione dell'elettrovalvola di figura 1 in una seconda posizione di lavoro.

Un'elettrovalvola deviatrice bistabile comprende (figg. 1 e 2) un corpo cavo 10 di materiale amagnetico e sagomato a guisa di manicotto, alle cui estremità sono disposte una prima ed una seconda espansione polare 12, 14 di materiale magnetico. Il corpo 10 e le espansioni polari 12, 14 definiscono una camera 16 presentante prima ed una seconda apertura 18, 20 ricavate rispettivamente nelle due espansioni 12, 14, nonché una terza apertura 22 .

La aperture 18, 20 costituiscono rispettive estremità di un primo ed un secondo condotto di uscita 24, 26 dalla camera 16, mentre l'apertura 22 costituisce un'estremità di un condotto di entrata 28 nella camera 16.

In quest'ultima è collocato un otturatore monolitico sferico 30 di materiale magnetico, che -come risulterà dal seguito della descrizione - è mobile fra una prima ed una seconda posizione di lavoro, in cui è posizionato contro la prima 18 e, rispettivamente, la seconda apertura 20.

Entro una nicchia circonferenziale 32 ricavata sulla superficie esterna della porzione mediana del corpo cavo 10 sono inoltre disposti, in posizione intermedia fra le espansioni polari 12, 14 ed intorno all'otturatore 30, mezzi generatori di campo magnetico, in particolare magneti permanenti 34. Questi ultimi sono racchiusi nella nicchia 32 da un elemento tubolare 36 che avvolge il corpo cavo 10.

Esternamente all'elemento tubolare 36 è disposto un solenoide di comando 38 suscettibile di generare, quando percorso da corrente, un intenso flusso magnetico al suo interno.

Il funzi/onamento dell'elettrovalvola appena descritta è il seguente.

Si supponga che il solenoide di comando 38 sia diseccitato e che l'otturatore 20 si trovi nella prima posizione di lavoro illustrata nella figura 1, e cioè a contatto con l'espansione polare 14 in modo tale da chiudere l'apertura 20. In tale condizione il secondo condotto di uscita 26 non è in comunicazione con la camera 16, mentre lo sono il condotto di entrata 28 e il primo condotto di uscita 24, cosicché un flusso di fluido entrante nell'elettrovalvola attraverso il condotto 28 è costretto ad uscirne attraverso il condotto 24.

L'otturatore 30 permane nella prima posizione contro l'apertura 20 dell'espansione polare 14 per effetto della forza di attrazione esercitata dal campo magnetico generato dai magneti permanenti 34. Invero il campo generato da questi ultimi è tale per cui anche l'altra espansione polare 12 tende ad attrarre verso di sé l'otturatore 30. Tuttavia la presenza di un traferro fra l'espansione 12 e l'otturatore 30 e la conseguente maggior riluttanza fanno sì che l'otturatore 30 permanga stabilmente nella prima posizione.

Se ora il solenoide 38 viene eccitato in modo tale da generare un campo magnetico sufficientemente intenso da richiamare l'otturatore 30 contro l'espansione polare 12, l'otturatore 30 passa nella seconda posizione di lavoro (fig. 2) in cui è posizionato contro l'apertura 18.

In questa condizione il primo condotto di uscita 24 non è in comunicazione con la camera 16 mentre lo sono il condotto di entrata 28 e il secondo condotto di uscita 26, cosicché un flusso di fluido entrante nell'elettrovalvola attraverso il condotto 28 è costretto ad uscirne attraverso il condotto 26.

Per provocare la commutazione della posizione dell'otturatore 30 appena descritta è sufficiente un brevissimo impulso di corrente nel solenoide 38.

Esaurito questo impulso, l'otturatore 30 permane nella seconda posizione per effetto del campo magnetico esercitato dai magneti permanenti 34. In tale condizione, infatti, il flusso generato dai magneti permanenti 34 e concatenato con l'espansione polare 14 incontra una riluttanza assai elevata per la presenza di un traferro fra l'espansione polare 14 e l'otturatore 30, in modo tale per cui quest'ultimo rimane stabilmente nella seconda posizione .

Per provocare una successiva commutazione della posizione dell'otturatore 30 ed il suo ritorno nella prima posizione, corrispondente all'uscita del fluido attraverso il condotto 24 (fig. 1), è sufficiente fornire un nuovo impulso di eccitazione al solenoide 38 con una corrente di segno contrario a quello utilizzato per effettuare la precedente commutazione .

In una forma alternativa di realizzazione dell'invenzione, non illustrata nelle figure, l'elettrovalvola può essere di tipo bistabile unidirezionale, con la camera che presenta solo una prima ed una seconda apertura che costituiscono rispettive estremità del condotto di entrata e di un unico condotto di uscita. La prima apertura ha inoltre un contorno svasato, in modo tale per cui l’otturatore, anche quando è posizionato contro di essa, non è in grado di impedire il passaggio di fluido fra il condotto di entrata e la camera.

In questo caso, il passaggio dell'otturatore dalla prima alla seconda posizione di lavoro e viceversa - che avviene con modalità identiche a quelle precedentemente descritte - ha come effetto, anziché quello di porre selettivamente in comunicazione il condotto di entrata con l'uno o l'altro dei due cond iotti di uscita, quello di aprire/chiudere l'elettrovalvola.

Infatti nella prima posizione di lavoro l'otturatore blocca l'apertura dell'unico condotto di uscita, impedendo l'uscita di fluido dall'elettrovalvola. Al contrario, nella seconda posizione di lavoro, esso consente il flusso di fluido attraverso l'elettrovalvola, poiché, pur essendo a ridosso della apertura associata al condotto di entrata, non è in grado - come già accennato - di impedire l'entrata di fluido nella camera, da cui quest'ultimo può poi liberamente defluire attraverso il condotto di uscita.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto a puro titolo esemplificativo, senza per questo uscire dal suo ambito.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elettrovalvola bistabile comprendente: - un corpo cavo amagnetico (10), - una prima ed una seconda espansione polare (12, 14) di materiale magnetico, disposte entro detto corpo (10), così da definire insieme con il corpo (10) una camera (16) presentante almeno una prima ed una seconda apertura (18, 20), - un otturatore (30) di materiale magnetico, disposto in detta camera (16) e mobile fra una prima ed una seconda posizione di lavoro, in cui è posizionato contro detta prima (18) e, rispettivamente, seconda apertura (20), - mezzi generatori di campo magnetico permanente disposti in posizione intermedia fra dette espansioni polari (12, 14) ed intorno al percorso dell'otturatore (30) per generare un flusso magnetico tendente a determinare l'attrazione dell'otturatore (30) verso l'uno o l'altra di dette espansioni polari (12, 14) ed a mantenerlo in dette prima e seconda posizioni di lavoro, corrispondenti a posizioni di minima distanza dalla rispettiva espansione polare (12, 14), e - un solenoide di comando (38) disposto esternamente al corpo (10) ed accoppiato magneticamente con dette espansioni polari (12, 14) in modo tale per cui, nella sua condizione eccitata, genera un flusso magnetico di comando concatenato con dette espansioni polari (12, 14) e con l'otturatore (30), detto flusso essendo atto a provocare il passaggio dell'otturatore (30) dalla posizione di lavoro in cui si trova all'altra, detta elettrovalvola essendo caratterizzata dal fatto che detto otturatore (30) ha struttura sostanzialmente monolitica.
2. 2. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi generatori di campo magnetico permanente sono posizionati entro una nicchia (32) circonferenziale ricavata sulla superficie esterna della porzione mediana del corpo cavo (10).
3. 3. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che un elemento tubolare (36) avvolge il corpo cavo (10), racchiudendo detti mezzi generatori di campo magnetico permanente entro la nicchia (32).
4. 4. Elettrovalvola secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto otturatore (30) è una sfera di materiale magnetico.
5. 5. Elettrovalvola secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di generazione di campo magnetico permanente sono magneti permanenti (34).
6. 6. Elettrovalvola secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detta prima e seconda apertura (18, 20) sono rispettivamente ricavate entro detta prima e seconda espansione polare (12, 14).
7. 7 . Elettrovalvola secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che è di tipo deviatrice, detta prima apertura (18) costituendo un'estremità di un primo condotto di uscita (24) dalla camera (16) e detta seconda apertura (26) costituendo un'estremità di un secondo condotto di uscita (26) dalla camera (16), la quale presenta inoltre una terza apertura (22) che costituisce un'estremità di un condotto di entrata (28) nella camera (16).
8. 8. Elettrovalvola secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che è di tipo unidirezionale, detta prima apertura costituendo un estremità di un condotto di entrata nella camera e detta seconda apertura costituendo un'estremità di un unico condotto di uscita dalla camera.
9. 9. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detta prima apertura presenta un contorno svasato, in modo tale per cui l'otturatore, anche quando è posizionato contro la prima apertura, non impedisce la comunicazione fra la camera ed il condotto di entrata.