ES1180287U

ES1180287U - Electroválvula para la regulación de un fluido

Info

Publication number: ES1180287U
Application number: ES201730299U
Authority: ES
Inventors: Aleix OLIU ORRIOLS; Raul Montalvo Montalvo
Original assignee: Bitron Industrie Espana SA
Current assignee: Bitron Industrie Espana SA
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2027-03-17
Also published as: ES1180287Y

Abstract

1. 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, caracterizada 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.

Description

Electroválvula para la regulación de un fluido

MEMORIA DESCRIPTIVA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud tiene por objeto el registro de una electroválvula para la regulación de un fluido.

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.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

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.

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.

Además, el solicitante no tiene conocimiento en la actualidad de una invención que disponga de todas las características que se describen en esta memoria.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ventajosamente, el eje está acoplado al soporte de imán mediante un sistema de clipaje por 10 presión.

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

15 el eje y las partes que conforman los medios de estanqueidad.

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

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.

Según otra característica de la invención, unos medios de retorno dispuestos entre el núcleo

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.

Otras características y ventajas de la electroválvula objeto de la presente invención

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:

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

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);

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

(B) y la toma de salida (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).

Figura 4.-Es una vista en alzado y en planta del eje;

Figura 5.-Es una vista en perspectiva de la membrana;

Figura 6.-Es una vista en alzado lateral y en planta del elemento de soporte acoplado en el extremo del eje;

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;

Figura 8.-Es una vista en perspectiva esquematizada del sensor Hall; y

Figura 9.-Es una vista en perspectiva del imán que genera el campo magnético

detectado por el sensor Hall.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

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.

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).

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.

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.

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.

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).

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).

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

5 la electroválvula, que de lo contrario, aportaría una detección errónea.

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

10 de posicionador para el muelle (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

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).

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

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.

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.

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

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).

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

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).

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).

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

20 continuación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. 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 5 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 10 en un instante dado, caracterizada 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

15 propio imán.
2. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la carcasa adicional está acoplada a la carcasa principal por elementos de tornillería liberables.

20 3. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el imán está acoplado en un soporte de imán deslizable que está unido por uno de sus extremos a un extremo del eje.
4. Electroválvula según la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que el soporte de

25 imán presenta un alojamiento en donde está dispuesto el imán y unos medios de bloqueo configurados para sujetar el imán de forma fija.
5. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el eje está

acoplado al soporte de imán mediante un sistema de clipaje por presión. 30
6. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que medios de obturación están unidos en un extremo del eje por medio de una unión de rótula.
7. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los medios de 35 obturación comprenden una primera junta de cierre prevista para hacer tope con un asiento

presente en la 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 montado de forma fija, para bloquear la comunicación fluida entre la otra toma de entrada y la toma de salida.
8. Electroválvula según cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizada por el hecho de que la primera junta de cierre está soportado en un elemento de soporte que está acoplado al eje mediante la unión de rótula.

10 9. Electroválvula según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que incluye unos medios de retorno dispuestos entre el núcleo fijo y el eje configurados para retornar el eje a una condición de reposo cuando la bobina no está eléctricamente alimentada.
10. Electroválvula según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que los medios 15 de retorno consisten en un muelle helicoidal elástico.

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