ES1180287U - Solenoid valve for the regulation of a fluid (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
MEMORIA DESCRIPTIVA DESCRIPTIVE MEMORY
La presente solicitud tiene por objeto el registro de una electroválvula para la regulación de un fluido. The purpose of this application is to register a solenoid valve for the regulation of a fluid.
Más concretamente, la invención propone el desarrollo de una Electroválvula para la regulación de un fluido provista de unos medios de detección de posicionamiento que permiten de una forma fiable y sencilla conocer la posición exacta de sus medios de obturación. More specifically, the invention proposes the development of a solenoid valve for the regulation of a fluid provided with positioning detection means that allow a reliable and simple way to know the exact position of its sealing means.
Cada vez más es deseable la incorporación de unos medios de detección de posicionamiento en la fabricación de válvulas para el control de fluidos, previstos para conocer en todo momento la posición de los medios de obturación y de este modo aumentar la fiabilidad durante el funcionamiento. It is increasingly desirable to incorporate positioning detection means in the manufacture of valves for fluid control, intended to know at all times the position of the sealing means and thereby increase reliability during operation.
En el caso de una electroválvula desprovista de estos medios de detección, a fin de poder incluir estos medios de detección, los fabricantes suelen rediseñar el interior de la electroválvula a fin de poder ubicar todos los componentes adicionales de los medios de detección de posición, lo que implica el diseño de nuevas piezas y partes internas que requieren de una inversión económica considerable, ya que en su gran parte implican el desarrollo de nuevos utillajes, matrices, moldes, etc., o bien la modificación de los mismos para obtener las piezas nuevas rediseñadas. In the case of a solenoid valve devoid of these detection means, in order to be able to include these detection means, manufacturers usually redesign the interior of the solenoid valve in order to be able to locate all the additional components of the position detection means, which implies the design of new parts and internal parts that require a considerable economic investment, since in large part they involve the development of new tools, dies, molds, etc., or the modification of them to obtain the new parts redesigned
Además, el solicitante no tiene conocimiento en la actualidad de una invención que disponga de todas las características que se describen en esta memoria. In addition, the applicant is not currently aware of an invention that has all the features described herein.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar una electroválvula que se configura como una novedad dentro del campo de aplicación y resuelve los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación. The present invention has been developed in order to provide a solenoid valve that is configured as a novelty within the field of application and resolves the aforementioned drawbacks, also providing other additional advantages that will be apparent from the accompanying description. continuation.
Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar una electroválvula para la regulación de un fluido, que comprende una carcasa principal que aloja en su interior una bobina que actúa sobre un núcleo móvil desplazable axialmente con respecto a un núcleo fijo, estando acoplado axialmente en el núcleo móvil un eje que presenta en uno de sus extremos unos medios de obturación configurados para abrir y cerrar la comunicación fluida entre dos tomas de entrada y/o salida y una toma de salida y/o entrada, en el que se proporcionan unos medios de detección de posicionamiento de los medios de obturación para detectar su posición a lo largo de su carrera de desplazamiento en un instante dado. It is therefore an object of the present invention to provide a solenoid valve for the regulation of a fluid, which comprises a main housing that houses inside a coil acting on an axially movable mobile core with respect to a fixed core, being axially coupled. in the mobile core, an axis having at one of its ends shutter means configured to open and close the fluid communication between two input and / or output jacks and an output and / or input jack, in which some means for detecting the positioning of the shutter means for detecting their position throughout their travel stroke at a given time.
Más en particular, la invención se caracteriza por el hecho de que los medios de detección de posicionamiento comprenden un imán vinculado de forma solidaria con el eje y un sensor hall alojado en el interior de un alojamiento de una carcasa adicional, siendo dicha carcasa adicional acoplable a la carcasa principal, estando el sensor Hall configurado para enviar una señal eléctrica correspondiente con un valor del campo magnético generado por el propio imán. More particularly, the invention is characterized by the fact that the positioning detection means comprise a magnet connected in solidarity with the shaft and a hall sensor housed inside a housing of an additional housing, said additional housing being attachable to the main housing, the Hall sensor being configured to send a corresponding electrical signal with a value of the magnetic field generated by the magnet itself.
Gracias a estas características, es posible detectar la posición de los medios de obturación de una forma fiable con un sistema constructivo sencillo y un coste relativamente bajo, de manera que una unidad de control encargada de gestionar el funcionamiento de la electroválvula, permite conocer la posición en la que se encuentran los medios de obturación asegurando un correcto funcionamiento de la misma. El hecho de que el sensor hall esté montado en una carcasa independiente que puede acoplarse en la carcasa principal de la electroválvula, evita tener que rediseñar la electroválvula, evitando así la fabricación de nuevos utillajes de fabricación. Thanks to these characteristics, it is possible to detect the position of the sealing means in a reliable way with a simple construction system and a relatively low cost, so that a control unit responsible for managing the operation of the solenoid valve, allows to know the position in which the sealing means are found ensuring its correct operation. The fact that the hall sensor is mounted in a separate housing that can be coupled to the main housing of the solenoid valve, avoids having to redesign the solenoid valve, thus avoiding the manufacture of new manufacturing tools.
Ventajosamente, la carcasa adicional está acoplada a la carcasa principal por medio de elementos de tornillería liberables, lo que simplifica y facilita la construcción de las dos carcasas. Advantageously, the additional housing is coupled to the main housing by means of releasable screw elements, which simplifies and facilitates the construction of the two housings.
Preferentemente, el imán que genera el campo magnético a ser detectado por el sensor Hall está acoplado en un soporte de imán deslizable por el interior de la carcasa principal que está unido al eje provisto de medios de obturación. Preferably, the magnet that generates the magnetic field to be detected by the Hall sensor is coupled to a sliding magnet holder inside the main housing that is attached to the shaft provided with sealing means.
5 Según otro aspecto de la invención, el soporte de imán presenta un alojamiento en donde está dispuesto el imán y unos medios de bloqueo configurados para sujetar el imán de forma fija. 5 According to another aspect of the invention, the magnet holder has a housing where the magnet is arranged and locking means configured to hold the magnet in a fixed manner.
Ventajosamente, el eje está acoplado al soporte de imán mediante un sistema de clipaje por 10 presión. Advantageously, the shaft is coupled to the magnet support by means of a 10-pressure clipping system.
En una realización preferente, medios de obturación están unidos en un extremo del eje por medio de una unión de rótula. De este modo, se asegura una estanqueidad adecuada de los medios de obturación con independencia de las tolerancias dimensionales existentes entre In a preferred embodiment, sealing means are attached at one end of the shaft by means of a ball joint. In this way, adequate sealing of the sealing means is ensured regardless of the dimensional tolerances between
15 el eje y las partes que conforman los medios de estanqueidad. 15 the shaft and the parts that make up the sealing means.
En un aspecto de la invención, los medios de obturación comprenden una primera junta de cierre dispuesta en un elemento de soporte acoplado al eje mediante la unión de rotula, estando dicha primera junta de cierre prevista para hacer tope con un asiento presente en la In one aspect of the invention, the sealing means comprise a first closure gasket arranged in a support member coupled to the shaft by means of the ball joint, said first closure gasket being provided to abut a seat present in the
20 comunicación fluida entre una de las tomas de entrada y la toma de salida y una segunda junta de cierre prevista para entrar en contacto con un casquillo de cierre previsto para bloquear la comunicación fluida entre la otra toma de entrada y la toma de salida. 20 fluid communication between one of the input jacks and the output jack and a second closing gasket intended to come into contact with a locking bushing provided to block the fluid communication between the other input jack and the output jack.
Según otra característica de la invención, unos medios de retorno dispuestos entre el núcleo According to another feature of the invention, return means arranged between the core
25 fijo y el eje configurados para retornar el eje a una condición de reposo cuando la bobina no está eléctricamente alimentada. En una realización preferida, los medios de retorno consisten en un muelle helicoidal elástico. 25 fixed and the axis configured to return the axis to a rest condition when the coil is not electrically powered. In a preferred embodiment, the return means consist of an elastic helical spring.
Otras características y ventajas de la electroválvula objeto de la presente invención Other features and advantages of the solenoid valve object of the present invention
30 resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales: 30 will be apparent from the description of a preferred but not exclusive embodiment, which is illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
Figura 1.-Es una vista en alzado seccionado de una realización de la electroválvula en una condición operativa, en la que existe una comunicación fluida entre la toma de entrada (A) y la toma de salida (C); Figure 1.- It is a sectioned elevation view of an embodiment of the solenoid valve in an operative condition, in which there is a fluid communication between the inlet (A) and the outlet (C);
Figura 2.-Es una vista en alzado seccionado de la electroválvula en una condición intermedia, en la que existe una comunicación fluida entre las dos tomas de entrada (A) y Figure 2.- It is a sectioned elevation view of the solenoid valve in an intermediate condition, in which there is a fluid communication between the two input sockets (A) and
(B) y la toma de salida (C); (B) and the outlet (C);
Figura 3.-Es una vista en alzado seccionado de la electroválvula es una condición no operativa, en la que existe una comunicación fluida entre la toma de entrada (B) y la toma de salida (C). Figure 3.-It is a sectioned elevation view of the solenoid valve is a non-operative condition, in which there is a fluid communication between the input socket (B) and the outlet socket (C).
Figura 4.-Es una vista en alzado y en planta del eje; Figure 4.-It is an elevation and plan view of the axis;
Figura 5.-Es una vista en perspectiva de la membrana; Figure 5.- It is a perspective view of the membrane;
Figura 6.-Es una vista en alzado lateral y en planta del elemento de soporte acoplado en el extremo del eje; Figure 6.-It is a side elevation and plan view of the support element coupled at the end of the shaft;
Figura 7.-Es una vista en sección del elemento de soporte previsto para sujetar la primera junta de cierre a lo largo de la línea A-A; Figure 7.-It is a sectional view of the support element intended to hold the first seal along the line A-A;
Figura 8.-Es una vista en perspectiva esquematizada del sensor Hall; y Figure 8.- It is a schematic perspective view of the Hall sensor; Y
Figura 9.-Es una vista en perspectiva del imán que genera el campo magnético Figure 9.-It is a perspective view of the magnet that generates the magnetic field
detectado por el sensor Hall. detected by the Hall sensor.
A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación. In view of the aforementioned figures and, according to the numbering adopted, an example of a preferred embodiment of the invention can be observed therein, which comprises the parts and elements indicated and described in detail below.
De acuerdo con una realización de la invención, se representa una electroválvula prevista para la regulación de un fluido, por ejemplo, un fluido que forma parte de un circuito de refrigeración de agua de un motor de combustión para automóviles, cuyo sentido de dirección se ha indicado mediante flechas. Esta electroválvula comprende una carcasa principal (1) formada por dos partes unibles entre sí, que aloja en su interior un portabobinas (2) que soporta una bobina (3) alimentada eléctrica que envuelve y actúa sobre un núcleo móvil (4) que puede desplazarse axialmente por el interior de la carcasa principal (1) con respecto a un núcleo fijo (5). According to an embodiment of the invention, a solenoid valve provided for the regulation of a fluid is represented, for example, a fluid that is part of a water cooling circuit of a combustion engine for automobiles, the direction of which has been indicated by arrows. This solenoid valve comprises a main housing (1) formed by two parts that can be joined together, which houses inside a bobbin holder (2) that supports an electric powered coil (3) that wraps around and acts on a moving core (4) that can move axially inside the main housing (1) with respect to a fixed core (5).
En el núcleo móvil (5) está acoplado axialmente un eje (6) alargado que presenta en uno de sus extremos unos medios de obturación configurados para abrir y cerrar la comunicación fluida entre dos tomas de entrada (A) y (B) y una toma de salida (C). Entre el núcleo fijo (5) y el eje (6) se proporciona un muelle helicoidal elástico (7) que está parcialmente alojado en una cavidad o rebaje practicado en la pared interior del núcleo móvil (4) y el núcleo fijo (5). Este muelle elástico (7) tiene la finalidad de facilitar el retorno del eje (6) a su posición de reposo cuando la bobina (3) está en una condición OFF, es decir, no recibe corriente eléctrica. An elongated shaft (6) is axially coupled to the mobile core (5), which has a sealing means configured at one of its ends to open and close the fluid communication between two input jacks (A) and (B) and one outlet. output (C). Between the fixed core (5) and the shaft (6) there is provided an elastic helical spring (7) that is partially housed in a cavity or recess made in the inner wall of the mobile core (4) and the fixed core (5). This elastic spring (7) is intended to facilitate the return of the shaft (6) to its resting position when the coil (3) is in an OFF condition, that is, it does not receive electric current.
Adicionalmente, se proporcionan unos medios de detección de posicionamiento previstos para detectar la posición de los medios de obturación a lo largo de su carrera de desplazamiento en un instante dado, a fin de saber en todo momento y de forma fiable la posición exacta de los medios de obturación. Additionally, provided positioning detection means are provided to detect the position of the shutter means throughout their travel stroke at a given time, in order to know at all times and reliably the exact position of the means. shutter
Haciendo particular referencia a los medios de detección de posicionamiento comprenden un imán (8) (véase la figura 9) ubicado en un soporte de imán (9) que está acoplado de forma solidaria al eje (6) y un sensor Hall (10) (véase la figura 8) que está ubicado en el interior de un alojamiento de una carcasa adicional (11), siendo dicha carcasa adicional (11) acoplable a la carcasa principal (1). El soporte de imán (9) está conformado por una pieza alargada de material no magnético que presenta dos tramos cilíndricos con distinto diámetro. With particular reference to the positioning sensing means they comprise a magnet (8) (see Figure 9) located in a magnet holder (9) which is coupled in solidarity with the axis (6) and a Hall sensor (10) ( see Figure 8) which is located inside a housing of an additional housing (11), said additional housing (11) being attachable to the main housing (1). The magnet support (9) is formed by an elongated piece of non-magnetic material that has two cylindrical sections with different diameter.
El sensor Hall (10) está fijado con ayuda de un soporte sensor montado en el interior de la carcasa adicional (11) y está orientado de cara a un lateral del imán (8), estando dicho sensor Hall (10) configurado para enviar una señal eléctrica que indica la intensidad del campo magnético generada por el imán (8) hacia una CPU (no representada) por medio de un cableado eléctrico (13). El sensor Hall (10) está conectado eléctricamente a una placa de circuito impreso (12) que actúa como un sistema protector en el caso de picos de corriente, los cuales podrían dañar el sensor Hall (10). The Hall sensor (10) is fixed with the aid of a sensor support mounted inside the additional housing (11) and is oriented towards the side of the magnet (8), said Hall sensor (10) being configured to send a electrical signal indicating the intensity of the magnetic field generated by the magnet (8) towards a CPU (not shown) by means of an electrical wiring (13). The Hall sensor (10) is electrically connected to a printed circuit board (12) that acts as a protective system in the event of power surges, which could damage the Hall sensor (10).
La carcasa adicional (11) está acoplada a la carcasa principal (1) por medio de una relación de encaje, indicada de forma general con la referencia numérica (14) y elementos de tornillería liberables (no mostrados). The additional housing (11) is coupled to the main housing (1) by means of a fitting relationship, generally indicated by the numerical reference (14) and releasable hardware elements (not shown).
El soporte de imán (9) presenta un alojamiento en donde está dispuesto el imán así como también unos medios de bloqueo configurados para sujetar el imán (8) de forma fija, los cuales consisten en unos resaltes (15) que sobresalen diametralmente del reborde superior del soporte de imán (9), garantizando así que el imán (8) no se mueva durante la vida útil de The magnet holder (9) has a housing where the magnet is arranged as well as locking means configured to hold the magnet (8) in a fixed manner, which consist of projections (15) protruding diametrically from the upper flange of the magnet holder (9), thus ensuring that the magnet (8) does not move during the lifetime of
5 la electroválvula, que de lo contrario, aportaría una detección errónea. 5 the solenoid valve, which would otherwise provide an erroneous detection.
Como puede verse en las diferentes figuras representadas, el eje (6) está acoplado al soporte de imán (9) mediante un sistema de clipaje por presión, en donde se proporciona una pieza intermedia (16) situada entre el eje (6) y el soporte de imán (9) que además actúa As can be seen in the different figures shown, the shaft (6) is coupled to the magnet support (9) by a pressure clipping system, where an intermediate piece (16) located between the shaft (6) and the magnet holder (9) that also acts
10 de posicionador para el muelle (7). 10 of positioner for the spring (7).
Los medios de obturación comprenden una primera junta de cierre plana (23) hecha de material elastómero que está montada en un elemento de soporte (17) unido en un extremo del eje (6) por medio de una unión de rótula que consiste en una terminación (18) situada en 15 el extremo inferior del eje (6) (según la orientación de las figuras representadas) con una forma sensiblemente esférica en la que encaja una cavidad hueca (170) (véase la figura 7) conformada en el elemento de soporte (17). Se proporciona también una segunda junta de cierre plana (19) montada también cerca del extremo del eje (6) que está especialmente prevista para entrar en contacto con un casquillo de cierre (21) que tiene una forma general The sealing means comprise a first flat seal gasket (23) made of elastomeric material that is mounted on a support member (17) joined at one end of the shaft (6) by means of a ball joint consisting of a termination (18) located at 15 the lower end of the shaft (6) (according to the orientation of the figures shown) with a substantially spherical shape in which a hollow cavity (170) fits (see Figure 7) formed in the support element (17). A second flat seal gasket (19) also mounted close to the end of the shaft (6) is also provided which is especially intended to come into contact with a closure bushing (21) having a general shape.
20 anular, estando montado de forma fija en el interior de la carcasa principal (1) para bloquear la comunicación fluida entre la otra toma de entrada y la toma de salida (C). 20, being fixedly mounted inside the main housing (1) to block fluid communication between the other input socket and the output socket (C).
Mencionar que el núcleo fijo (5) y núcleo móvil (4) están separados de la zona por donde circula el fluido a manipular por medio de una membrana (20) que tiene un orificio central Mention that the fixed core (5) and mobile core (4) are separated from the area where the fluid to be handled circulates by means of a membrane (20) that has a central hole
25 pasante para permitir el paso del eje (6), de manera que evita la entrada de partículas de suciedad o dañinas en la zona donde están situados el núcleo fijo y núcleo móvil que arrastra el imán durante su desplazamiento. Cabe resaltar que dicha zona está llenada con glicol, que permite reducir el nivel sonoro cuando las piezas se desplazan y/o contactan entre ellas. 25 through to allow the passage of the shaft (6), so as to prevent the entry of dirt or harmful particles in the area where the fixed core and mobile core that the magnet is dragged during its movement are located. It should be noted that this area is filled with glycol, which allows reducing the sound level when the pieces move and / or contact each other.
30 La electroválvula descrita en esta memoria tiene dos posiciones de funcionamiento que se describen a continuación, siendo una de ellas operativa cuando tiene lugar el paso de corriente eléctrica a la bobina y la segunda posición correspondiente a una condición OFF, es decir, donde no hay suministro de corriente eléctrica hacia la bobina. The solenoid valve described herein has two operating positions described below, one of which is operative when the electric current passes to the coil and the second position corresponding to an OFF condition, that is, where there is no Electric current supply to the coil.
De esta manera en la figura 1, la electroválvula se encuentra en una condición operativa donde la bobina está eléctricamente alimentada por una fuente de corriente externa, de tal modo que los medios de obturación permiten una comunicación fluida entre la toma de entrada (A) y la toma de salida (C). Como puede verse, la segunda junta de cierre (19) está Thus, in figure 1, the solenoid valve is in an operating condition where the coil is electrically powered by an external current source, such that the sealing means allow a fluid communication between the input socket (A) and the outlet (C). As can be seen, the second seal (19) is
5 en contacto con una junta tórica (21), lo que impide la comunicación fluida entre la toma de entrada (B) y la toma de salida (C). 5 in contact with an O-ring (21), which prevents fluid communication between the input socket (B) and the outlet socket (C).
En lo que respecta a la figura 2, la electroválvula se encuentra en una condición intermedia, de tal modo que la bobina está eléctricamente alimentada, pero en este caso el eje (6) ha With regard to figure 2, the solenoid valve is in an intermediate condition, such that the coil is electrically powered, but in this case the shaft (6) has
10 sido desplazado hasta una posición intermedia de su carrera de desplazamiento en la que permite una comunicación fluida entre las dos tomas de entrada (A) y (B) y la toma de salida (C). 10 has been moved to an intermediate position of its travel stroke in which it allows fluid communication between the two input jacks (A) and (B) and the output jack (C).
Finalmente, en la figura 3 la electroválvula es una condición no operativa, en la que existe 15 una comunicación fluida entre la toma de entrada (B) y la toma de salida (C). Finally, in figure 3 the solenoid valve is a non-operative condition, in which there is a fluid communication between the input socket (B) and the outlet socket (C).
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, empleados en la fabricación de la electroválvula de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que no se aparten del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a The details, shapes, dimensions and other accessory elements used in the manufacture of the solenoid valve of the invention may be conveniently substituted by others that do not depart from the scope defined by the claims included in
20 continuación. 20 continuation.
Claims (8)
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