ITUA20163850A1 - Pressostato a durata migliorata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Come noto, attualmente, sono presenti sul mercato diverse tipologie di pressostati normalmente atti alla gestione semplificata di una macchina che produce un determinato valore di pressione di un fluido.

Gli attuali pressostati hanno un valore di soglia di attivazione, usualmente distanziato dal valore di disattivazione da una opportuna isteresi, atta a limitare gli effetti indesiderati di commutazione nell'intorno del valore di soglia.

I modelli più comuni sono elettro-meccanici, dove l'elemento sensibile alla pressione è una membrana flessibile in acciaio inossidabile che si deforma lentamente, in maniera proporzionale all’incremento di pressione all’interno del recipiente.

L’interposizione di una guarnizione in gomma, tra il corpo del pressostato e la membrana flessibile realizza la tenuta ermetica. Sottoposta alla pressione del fluido, la membrana inox flessibile, aziona un interruttore elettrico mediante un isolatore ceramico. Raggiunto il punto di intervento, la molla del circuito elettrico cambia repentinamente stato aprendo o chiudendo un contatto. Il pressostato miniaturizzato raggiunta la pressione di soglia, apre il circuito elettrico mediante il movimento a scatto di un disco preventivamente coniato, realizzato in acciaio inossidabile, che sostituisce la membrana inox a deformazione lenta.

In particolare, questi pressostati, particolarmente quelli per sistemi stiranti, dove il fluido in pressione da controllare è il vapore acqueo, hanno una durata di circa 1000 ore di funzionamento continuo, dipendente essenzialmente dall’usura dei contatti elettrici dell’interruttore interno e della membrana guarnizione in gomma, che garantisce la tenuta ermetica della parte in pressione rispetto al circuito elettrico. Durante il funzionamento, a causa della temperatura del vapore e delle dilatazioni cicliche dovute alla variazione di pressione del fluido, la membrana guarnizione subisce delle di fessurazioni che permettono al fluido di nella zona dei contatti elettrici e, conseguentemente, di deteriorarli rapidamente.

La membrana in gomma, infatti, durante il funzionamento, tende ad indurirsi e conseguentemente a perdere elasticità.

Come conseguenza dell’irrigidimento e della continua dilatazione per seguire il movimento del disco durante il suo spostamento a scatto da una conformazione concava a convessa e viceversa, la membrana è soggetta a fessurazioni con le conseguenze sopra accennate.

Il compito che si propone il presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti presenti nei pressostati di tipo noto, tipicamente quelli con azionamento tramite disco a scatto.

Nell’ambito di questo compito è uno scopo del trovato realizzare un pressostato che presenti una durata superiore a parità di prestazioni, costo e limiti termici, rispetto ai pressostati simili.

È ancora uno scopo del trovato realizzare un pressostato che presenti una riduzione dell’influenza del calore sulla membrana elastica

È ancora uno scopo del trovato realizzare un pressostato che presenti una diminuzione dell’estensione a cui è costretta la membrana in gomma ad ogni ciclo e cambio di conformazione del disco.

È ancora uno scopo del trovato realizzare un pressostato che presenti una durata superiore di circa il 50% rispetto alla durata di un pressostato simile a parità di prestazioni, costo e limiti termici. Questo compito nonché questi ed altri scopi vengono raggiunti da pressostato a durata migliorata comprendente un corpo di alloggiamento di una membrana di gomma per realizzare la tenuta tra un fluido in pressione e un disco metallico, con spostamento a scatto da una posizione concava ad una posizione convessa e viceversa, ed atto ad attivare e disattivare un dispositivo elettromeccanico di apertura e chiusura di un circuito elettrico, detta membrana di gomma essendo di conformazione discoidale presentante una prima faccia rivolta verso detto fluido in pressione ed una seconda faccia rivolta verso detto disco metallico, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una prima camera di aria interposta tra detta seconda faccia di detta membrana in gomma e la superficie concava di detto disco per ridurre la superficie di contatto tra detta membrana e detto disco.

Forma oggetto del presente trovato anche una guarnizione per pressostati a durata migliorata caratterizzata dal fatto di presentare una conformazione discoidale presentante su una sua prima faccia una zona ribassata rispetto ai suoi bordi detta zona ribassata presentando una zona centrale estroflessa e una seconda faccia presentante almeno una prima nervatura anulare.

Le rivendicazioni subordinate precisano meglio ulteriori caratteristiche del dispositivo secondo il trovato ed in particolare il fatto che il pressostato comprende almeno una prima nervatura circolare disposta sulla seconda faccia per delimitare la prima camera di aria e almeno una seconda camera di aria interposta tra la seconda faccia della membrana in gomma e la superficie concava del disco.

La guarnizione del pressostato comprende, inoltre, almeno una seconda nervatura circolare disposta sulla seconda faccia per delimitare la seconda camera di aria e almeno una terza camera di aria interposta tra la seconda faccia della membrana in gomma e la superficie concava del disco.

La prima faccia della guarnizione presenta una zona ribassata adiacente ai bordi della membrana di gomma, la zona centrale estroflessa e a contatto con la superficie concava del disco.

La seconda nervatura e la zona centrale estroflessa delimitano la terza camera d’aria.

La guarnizione per pressostati presenta una conformazione discoidale avente su una sua prima faccia una zona ribassata rispetto ai suoi bordi, la zona ribassata presenta una zona centrale estroflessa e una seconda faccia presentante almeno una prima nervatura anulare e una seconda nervatura anulare, la prima e la seconda nervatura anulari essendo comprese tra la zona ribassata e la zona centrale estroflessa.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un pressostato a durata migliorata illustrato a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

La figura 1 è una vista in alzato laterale del pressostato secondo il trovato.

La fig. 2 è una vista lungo la linea di sezione A-A di fig. 1 secondo il trovato.

La fig. 3 è una vista parziale ingrandita di fig. 2 secondo il trovato. La fig. 4 è una vista prospettica della membrana in gomma secondo il trovato.

La fig. 5 è una vista in pianta della membrana in gomma rappresentata in fig. 4 e

La fig. 6 è una vista lungo la linea di sezione B-B di fig. 5 secondo il trovato.

Con particolare riferimento alle figure sopra indicate il pressostato a durata migliorata secondo il trovato viene indicato nel suo complesso con il n. 1.

Il pressostato 1 comprende un fondello di ottone 3 connesso ad una base porta contatti elettrici 4 che definiscono il corpo di alloggiamento di una membrana di gomma 5 la cui funzione è quella di realizzare la tenuta tra un fluido in pressione, entrante nel fondello di ottone 3, ed un disco metallico 6 con spostamento a scatto da una posizione concava ad una posizione convessa e viceversa.

Il disco metallico 6 è del tipo bistabile ed è atto ad attivare e disattivare un dispositivo elettromeccanico di apertura e chiusura di un circuito elettrico 6 tramite uno spintore 7, raggiunto un predeterminato limite di pressione.

La membrana di gomma 5 presenta una conformazione discoidale ed è posizionata all’interno del corpo di alloggiamento, tra il fondello 3 e la base 4, in modo che la sua prima faccia 8 sia interessata dal fluido in pressione e la sua seconda faccia 9 sia rivolta verso il disco metallico 6.

Vantaggiosamente il pressostato presenta almeno una prima camera di aria 10 interposta tra la seconda faccia 9 della membrana in gomma 5 e la superficie concava del disco 6 per ridurre la superficie di contatto tra membrana e disco.

La presenza della camera d’aria consente di avere numerosi vantaggi tra i quali il fatto che, riducendo la superficie di appoggio tra il disco 6 e la membrana 5, si riduce l’influenza del calore sulla membrana e si riduce la superficie di aderenza tra i due elementi.

In questo modo viene anche ridotta l’estensione a cui è costretta la membrana in gomma ad ogni ciclo e cambio di stato del disco 6. Come conseguenza si ha, come è risultato dalle prove tecniche svolte, un aumento del 90% della durata della membrana pur mantenendo invariati i valori delle dimensioni del pressostato e le sua caratteristiche elettriche in termini di corrente e tensioni nominali e di temperature di esercizio.

La prima camera d’aria 10 è delimitata da una prima nervatura 11 circolare disposta sulla seconda faccia 9.

In una soluzione preferita, il pressostato presenta una seconda camera di aria 12 sempre interposta tra la seconda faccia della membrana in gomma e la superficie concava del disco che è delimitata da una seconda nervatura circolare 13 disposta sulla seconda faccia che delimita, insieme ad una zona centrale 16 estroflessa del disco 6, una terza camera di aria 18.

In particolare, la prima faccia della membrana in gomma presenta una zona ribassata 14 rispetto ai suoi bordi 15 e la sua zona centrale 16 estroflessa che va a contatto con la superficie concava del disco 6.

Forma oggetto del trovato anche una guarnizione per pressostati a durata migliorata che presenta, in considerazione anche di quanto sopra specificato, una conformazione discoidale presentante su una sua prima faccia 8 una zona ribassata 14, rispetto ai suoi bordi 15, a sua volta presentante una zona centrale estroflessa 16.

La guarnizione secondo il trovato presenta una seconda faccia 9 avente una prima e seconda nervatura circolare 11 e 13 comprese tra la zona ribassata 14 e la zona centrale estroflessa 16.

Quando il disco in metallo 6 viene sottoposto alla pressione esercitata dal fluido, si deforma sino al raggiungimento il suo valore di taratura.

Raggiunto il suo valore di taratura il disco 6 cambia repentinamente la propria curvatura passando da una conformazione concava ad una conformazione convessa e spingendo lo spintore ceramico 7 che a sua volta apre una molla di contatto interrompendo il circuito elettrico.

La membrana in gomma 5 che è interposta tra il fluido in pressione, tipicamente vapore acqueo, ed il disco 6 viene conseguentemente sottoposta ad una compressione continua con temperature di esercizio superiori ai 100°C.

Lo sforzo di compressione sul disco insieme all’effetto della temperatura è causa, nella tecnica nota, di una adesione della superficie della membrana al disco che successivamente si distacca ciclicamente da quest’ultimo ogni qualvolta il disco scatta raggiunta la pressione di taratura.

Tale fenomeno vantaggiosamente viene eliminato grazie alla presenza di una o più camere d’aria definite da una o più nervature circolari 12 e 13 che impediscono alla membrana di incollarsi al disco.

Le nervature anulari, infatti, evitano che la gomma della membrana si deteriori, soprattutto nella zona di maggior velocità di scatto del disco. Le camere d’aria interposte tra membrana e disco permettono allo spessore in gomma di mantenere la propria elasticità evitando fessurazioni per un periodo di funzionamento circa doppio, a parità di condizioni d’uso, rispetto a pressostati simili dotati di membrana liscia a semplice spessore.

Il pressostato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pressostato a durata migliorata comprendente un corpo (3, 4) di alloggiamento di una membrana di gomma (5) per realizzare la tenuta tra un fluido in pressione e un disco metallico (6), con spostamento a scatto da una posizione concava ad una posizione convessa e viceversa, ed atto ad attivare e disattivare un dispositivo elettromeccanico di apertura e chiusura di un circuito elettrico (2), detta membrana di gomma essendo di conformazione discoidale e presenta una prima faccia (8) rivolta verso detto fluido in pressione ed una seconda faccia (9) rivolta verso detto disco metallico (6), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una prima camera di aria (10) interposta tra detta seconda faccia (9) di detta membrana in gomma e la superficie concava di detto disco (6) per ridurre la superficie di contatto tra detta membrana e detto disco.
2. 2. Pressostato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una prima nervatura (11) circolare disposta su detta seconda faccia per delimitare detta prima camera di aria.
3. 3. Pressostato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una seconda camera di aria (12) interposta tra detta seconda faccia di detta membrana in gomma e la superficie concava di detto disco.
4. 4. Pressostato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una seconda nervatura circolare (13) disposta su detta seconda faccia per delimitare detta seconda camera di aria.
5. 5. Pressostato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una terza camera di aria (18) interposta tra detta seconda faccia di detta membrana in gomma e la superficie concava di detto disco.
6. 6. Pressostato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima faccia (8) presenta una zona ribassata (14) rispetto ai bordi (15) di detta membrana di gomma.
7. 7. Pressostato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta zona ribassata (14) presenta la sua zona centrale (16) estroflessa e a contatto con detta superficie concava di detto disco.
8. 8. Pressostato secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta seconda nervatura (13) e detta zona centrale estroflessa (16) delimitano detta terza camera d’aria (18).
9. 9. Guarnizione per pressostati a durata migliorata caratterizzata dal fatto di presentare una conformazione discoidale presentante su una sua prima faccia (8) una zona ribassata (14) rispetto ai suoi bordi (15), detta zona ribassata presentando una zona centrale estroflessa (16) e una seconda faccia (9) presentante almeno una prima nervatura circolare (11).
10. 10. Guarnizione per pressostati a durata migliorata secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto di comprendere una seconda nervatura circolare (13), dette prima e seconda nervature circolari essendo comprese tra detta zona ribassata e detta zona centrale estroflessa.