ITBS20130139A1 - Interruttore rotativo di tipo antideflagrante, munito di mezzi di segnalazione visiva e mezzi di controllo - Google Patents

Interruttore rotativo di tipo antideflagrante, munito di mezzi di segnalazione visiva e mezzi di controllo

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ITBS20130139A1
ITBS20130139A1 IT000139A ITBS20130139A ITBS20130139A1 IT BS20130139 A1 ITBS20130139 A1 IT BS20130139A1 IT 000139 A IT000139 A IT 000139A IT BS20130139 A ITBS20130139 A IT BS20130139A IT BS20130139 A1 ITBS20130139 A1 IT BS20130139A1
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Italy
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switch
switch body
explosion
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pneumatic connector
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Mauro Baccolo
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Soldo S R L Socio Unico
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Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un interruttore rotativo, e in particolare un interruttore rotativo di tipo antideflagrante, munito sia di mezzi di segnalazione visiva e sia di mezzi di controllo.
In particolare, un interruttore di tipo antideflagrante deve essere in grado di impedire la propagazione della fiamma dall’interno del’interruttore verso l’esterno, nonchè deve essere in grado di reggere la pressione interna esercitata in caso di esplosione all’interno del box.
L’interruttore rotativo è poi munito di mezzi di segnalazione, come ad esempio un indicatore, per fornire una segnalazione visiva della condizione operativa di funzionamento di un dispositivo attuatore, quale una valvola o un attuatore, operativamente collegato all’interruttore stesso. Un interruttore rotativo di questo tipo, munito di mezzi di segnalazione visiva, viene comunemente denominato ‘limit switch box’, di seguito chiamato, per brevità, LSB.
Gli LSB dell’arte nota, sono usualmente composti da un corpo e un coperchio e contengono internamente un organo rotante o indicatore operativamente connesso all’albero della valvola o dell’attuatore contenuto nel corpo.
Lo stelo o albero rotante viene ad esempio utilizzato in connessione a camme azionatici di ulteriori dispositivi, interruttori meccanici, magnetici, induttivi, capacitivi, reed, ad un misuratore analogico o simili applicazioni/dispositivi.
Gli organi rotanti sono spesso dotati di indicatori visivi della posizione angolare dell’albero della valvola o dell’attuatore, in modo da fornire, dall’esterno dell’interruttore, una indicazione visiva della condizione di funzionamento della valvola o attuatore.
Tali indicatori visivi sono alloggiati usualmente sul coperchio in modo da risultare visibili dall’esterno dell’interruttore: ad esempio l’indicatore è tipicamente un disco o calotta, solidale in rotazione all’albero e munito di una relativa maschera: la maschera è fissa e funge da riferimento fisso per la posizione angolare dell’indicatore.
L’interruttore rotativo in accordo con la presente invenzione è anche munito di mezzi di controllo, comunemente detto valve controller.
I valve controller, oltre a segnalare la posizione della valvola, svolgono la funzione di comandarla utilizzando tipicamente, come mezzi di controllo, dei solenoidi o valvole a solenoide. I solenoidi sono disposti all’interno del corpo di interruttore e devono essere operativamente connessi ad una valvola distributrice, disposta esternamente al corpo di interruttore, affinché questa possa comandare l’attuatore operativamente collegato all’interruttore e disposto anch’esso, esternamente all’interruttore.
Affinché il box, di tipo LSB e valve controller, sia effettivamente antideflagrante, occorre prevedere appositi giunti che garantiscano il corretto collegamento funzionale tra i solenoidi e la valvola distributrice disposti, rispettivamente, all’interno e all’esterno del corpo di interruttore.
Le soluzioni dell’arte nota prevedono l’utilizzo di appositi filtrini antideflagrazione inseriti nei fori passanti realizzati sulla parete del corpo di interruttore per consentire la connessione meccanica e funzionale tra la valvola distributrice, esterna, e i solenoidi interni. In alternativa si utilizzano anche mini connettori con fori di passaggio dell’aria di 0.1mm.
Tali soluzioni presentano però alcuni svantaggi.
Infatti, i filtrini antideflagranti, al fine di scongiurare il rischio di propagazione di fiamma dall’interno verso l’esterno del corpo di interruttore, riducono sensibilmente la sezione di passaggio dei condotti di collegamento tra la valvola distributrice e i solenoidi. Questa riduzione di sezione, da un lato crea vincoli al funzionamento dell’attuatore, e dall’altro crea problemi di manutenzione; infatti i filtrini tendono spesso ad occludersi e quindi richiedono frequenti sostituzioni. Allo stesso modo anche i mini connettori riducendo la sezione di passaggio dell’aria possono creare problemi di funzionamento dell’attuatore e problemi di occlusione che ne richiedono la sostituzione.
E’ quindi sentita nell’arte l’esigenza di prevedere un interruttore di tipo switch box e valve controller che sia da un lato antideflagrante e che, dal’altro, non imponga vincoli costruttivi all’attuatore e/o problemi di manutenzione.
In altre parole è sentita l’esigenza di realizzare un interruttore switch box e valve controller che abbia elevate prestazioni e che richieda scarsa manutenzione, pur essendo anti-deflagrante.
Tale esigenza è soddisfatta da un interruttore rotativo in accordo con la rivendicazione 1.
Altre forme di realizzazione dell’interruttore secondo l’invenzione sono descritte nelle successive rivendicazioni.
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente comprensibili dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito e non limitativo di realizzazione, in cui:
la figura 1 rappresenta una vista in sezione, in configurazione di assemblaggio, di un interruttore in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 2 rappresenta una vista del particolare ingrandito II di figura 1;
la figura 3 rappresenta una vista prospettica, in parti separate, di alcuni componenti di un interruttore in accordo con la presente invenzione;
l a figura 4 rappresenta una vista laterale dei componenti dell’interruttore di figura 3, in configurazione di assemblaggio;
la figura 5 rappresenta una vista in sezione dell’assieme dei componenti di figura 4, lungo il piano di sezione V-V di figura 4;
le figure 6a-6b rappresentano viste in sezione del particolare ingrandito VI di figura 5;
la figura 7 rappresenta una vista laterale dei componenti dell’interruttore di figura 3, in configurazione di assemblaggio, secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 8 rappresenta una vista in sezione dell’assieme dei componenti di figura 7, lungo il piano di sezione VIII-VIII di figura 7;
le figure 9a-9b rappresentano viste in sezione del particolare ingrandito IX di figura 8.
Con riferimento alle suddette figure, con 4 è stato genericamente indicato un interruttore, preferibilmente di tipo rotativo, comprendente un corpo di interruttore 8 che individua un volume interno 10 che alloggia girevolmente un albero 12, rotante attorno ad un asse di rotazione X-X, operativamente connesso ad un dispositivo attuatore esterno (non illustrato), quale una valvola, un attuatore, un dispositivo elettromeccanico di segnalazione ad una centrale esterna, detto dispositivo esterno essendo disposto fuori rispetto al volume interno 10.
L’albero 12 ruota attorno all’asse di rotazione X-X in base al funzionamento del dispositivo esterno.
Preferibilmente, ma non in maniera vincolante, il corpo 8 è realizzato in metallo o rivestito esternamente in metallo.
La forma, il numero di pareti e le dimensioni geometriche del corpo di interruttore 8 possono essere di qualsiasi tipo e non devono in alcun modo essere considerate limitative ai fini della presente invenzione.
L’albero 12 può essere passante attraverso un fondo 18 del corpo di interruttore 8 e può essere supportato da supporti disposti internamente e/o esternamente al corpo di interruttore 8, in maniera nota.
All’albero 12 possono essere associate camme 20 per l’azionamento di ulteriori dispositivi, quali ad esempio dispositivi di segnalazione elettrica di interruttori, sensori induttivi, sensori di prossimità e simili. La tipologia di dispositivi sopra elencati deve essere considerata in maniera semplificativa e non esaustiva.
In altre parole, l’albero 12 ruota con il dispositivo esterno, quale ad esempio una valvola o un attuatore e, ruotando, realizza la funzione di interruttore azionando, ad esempio tramite camme, una pluralità di dispositivi connessi all’interruttore 4.
In questo modo, in base al funzionamento o condizione operativa del dispositivo esterno, ad esempio una valvola o un attuatore, l’interruttore 4 può azionare una pluralità di dispositivi; la fasatura tra l’interruttore 4 e la valvola o attuatore è garantita dall’albero 12 che ruota solidalmente con la valvola o attuatore.
L’interruttore 4 comprende inoltre un coperchio 24, associato a detto corpo di interruttore 8; preferibilmente, il coperchio 28 è associato al corpo di interruttore 8 dalla parte di un’estremità aperta 26 in modo da chiudere detto volume interno 10, da parte opposta al fondo 18.
L’interruttore 4, comprendente il corpo di interruttore 8, il fondo 18 e il coperchio 24 è complessivamente a tenuta ermetica, in modo da risultare anti-deflagrante, come meglio descritto nel seguito..
Preferibilmente, il coperchio 24 è realizzato in metallo o è rivestito esternamente in metallo.
Secondo una forma di realizzazione, il coperchio 24 è munito di un indicatore 28 girevole attorno a detto asse di rotazione X-X, e di un coperchio indicatore 30, l’indicatore 28 essendo associato in rotazione all’albero 12, ad esempio mediante uno stelo, in modo da consentire una segnalazione visiva della posizione angolare e/o condizione operativa dell’albero rotante 12, dall’esterno dell’interruttore.
La forma, il numero di pareti laterali e le dimensioni geometriche del coperchio 24 possono essere di qualsiasi tipo e non devono in alcun modo essere considerate limitative ai fini della presente invenzione.
L’indicatore 28 può avere qualsiasi tipo di forma; preferibilmente è assialsimmetrico ed ha una forma a disco.
Sull’indicatore 28 sono riportate indicazioni sullo stato operativo del dispositivo esterno, operativamente connesso all’albero, dette indicazioni essendo riportate con procedimenti meccanici, chimici, elettrochimici o tramite apposizione di etichette.
L’interruttore 4 comprende una valvola distributrice 32 disposta esternamente a detto volume interno 10 del corpo di interruttore 8. La valvola distributrice 32 può essere di qualsiasi tipologia, forma, materiale e dimensione ed è una valvola ad azionamento pneumatico. L’interruttore 4 comprende inoltre un connettore pneumatico 36 e almeno un mezzo di controllo 40, quale ad esempio un solenoide, operativamente connesso al connettore pneumatico 36. In altre parole, la valvola distributrice 32 viene azionata dal mezzo di controllo, quale ad esempio il solenoide 40, per mezzo del connettore pneumatico 36.
Sia il connettore pneumatico 36 che il mezzo di controllo 40 sono disposti nel volume interno 10 del corpo di interruttore 8.
Il mezzo di controllo 40 è a sua volta operativamente connesso al dispositivo esterno, e la valvola distributrice 32 è operativamente connessa al mezzo di controllo 40 mediante il connettore pneumatico 36, in modo da poter azionare selettivamente la valvola distributrice 32 medesima.
Il connettore pneumatico 36 delimita almeno un canale di collegamento 44 che mette in collegamento fluidico la valvola distributrice 32 con il mezzo di controllo 40, in cui il canale di collegamento 44 attraversa il connettore pneumatico 36 il quale a sua volta attraversa una parete laterale 48 del corpo di interruttore 8. Secondo una forma di realizzazione, il canale di collegamento è un canale cilindrico, avente asse di estensione Y-Y.
Vantaggiosamente, all’interno del canale di collegamento 44 è inserito almeno un mezzo antideflagrazione 52, disposto coassialmente rispetto al canale di collegamento 44 in modo da ridurne la sezione di passaggio 56 per una predeterminata lunghezza del canale di collegamento 44.
Vantaggiosamente, in corrispondenza del mezzo antideflagrazione 52, la sezione di passaggio 56 è confinata su una corona circolare esterna del canale di collegamento 44, delimitata tra una parete laterale interna 60 del canale di collegamento 44 e una parete laterale esterna 64 del mezzo antideflagrazione 52.
Nelle figure 6b e 9b, il percorso del fluido, lungo detta sezione di passaggio 56, viene evidenziato con la freccia F detta sezione di passaggio
Secondo una possibile forma di realizzazione (figure 3-6), il mezzo antideflagrazione 52 comprende un grano metrico o una vite metrica 68, avvitato su una corrispondente madrevite ricavata sulla parete laterale interna 60 del canale di collegamento 44, in modo da delimitare una sezione di passaggio 56 ad andamento elicoidale.
Secondo una ulteriore forma di realizzazione (figure 7-9), i l mezzo antideflagrazione 52 comprende un cilindretto calibrato 72, disposto coassialmente a detto canale di collegamento 44, in modo da delimitare una sezione di passaggio 56 conformata a corona circolare.
L’interruttore 4 comprende primi mezzi di collegamento meccanico 76 tra la valvola distributrice 32 e il connettore pneumatico 36, detti primi mezzi di collegamento meccanico 76 innestandosi nel connettore pneumatico 36 che a sua volta attraversa la parete laterale 48 del corpo di interruttore 8.
Tali primi mezzi di collegamento meccanico 76 hanno quindi la funzione di fissare la valvola distributrice 32 con il connettore pneumatico 36.
L’interruttore 4 comprende inoltre secondi mezzi di collegamento meccanico 84 tra la valvola distributrice 32 e il corpo di interruttore 8; i secondi mezzi di collegamento meccanico 84 svolgono la funzione di collegare la valvola distributrice 32 al corpo di interruttore 8 e, in particolare, alla parete laterale 48 del corpo di interruttore 8, in modo da avere un collegamento rigido tra i due componenti ed assicurare la tenuta della pressione anche per mezzo dei dispositivi sigillanti, quali ad esempio mezzi di tenuta o sigillanti 90.
Ad esempio, i primi e/o secondi mezzi di collegamento meccanico 76,84 della valvola distributrice 32 sono mezzi di collegamento filettato che si innestano a tenuta nella parete laterale 48 del corpo di interruttore 8, in modo da impedire la fuoriuscita di gas e/o fiamme dal volume interno 10 verso l’esterno. Secondo una forma di realizzazione, tra la valvola distributrice 32 e i mezzi antideflagrazione 52 sono inseriti mezzi di filtraggio aria 88 e mezzi di tenuta o sigillanti 90.
Detti mezzi di filtraggio aria 88 o mezzi di tenuta 90 sono inseriti all’interno del canale di collegamento 44.
Ad esempio, detti mezzi di filtraggio aria 88 o di tenuta 90 comprendono filtri porosi e/o guarnizioni di tipo O-ring.
Vantaggiosamente il connettore penumatico 36 ha una dimensione tale da garantire che il giunto di connessione tra il connettore 36 e la parete del corpo 48 non consenta la fuoriuscita della fiamma in caso di esplosione interna nel volume interno 10. Per dimensione del connettore pneumatico si intende sia la sua sezione che la sua lunghezza, la lunghezza essendo misurata rispetto ad un asse parallelo a detto asse di estensione Y-Y, e la sezione essendo misurata rispetto ad un piano di sezione perpendicolare al medesimo asse di estensione Y-Y.
Il connettore pneumatico 36 è dotato anche di una guarnizione di tenuta 91 che consente la tenuta dell’interruttore 4 all’ingresso di acqua o polvere. Detta guarnizione di tenuta 91 è ad esempio alloggiata in una cava 93 ricavata sulla superficie esterna del connettore pneumatico 36.
Come si può apprezzare da quanto descritto, l’interruttore della presente invenzione consente di superare gli inconvenienti presentati nella tecnica nota.
Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di ottenere un rapido montaggio, all’interno del box dell’interruttore, del sottoassieme formato dal blocchetto di collegamento, munito del giunto antifiamma, e dei dispositivi di controllo, quali le valvole a solenoide.
Inoltre la soluzione secondo l’invenzione risulta particolarmente compatta.
La valvola distributrice funge anche da elemento di bloccaggio del blocchetto di collegamento tramite le rispettive viti; queste hanno anche il compito di reggere la pressione interna esercitata sul blocchetto in caso di esplosione interna al box.
In questo modo la struttura del box risulta particolarmente resistente in casi di esplosione.
Come visto il collegamento tra i dispositivi di controllo, disposti internamente al box, e la valvola distributrice, disposta esternamente al box, è di tipo antideflagrante e resistente all’ingresso della polvere e acqua all’interno dell’interruttore 4.
Tale tipo di collegamento è garantito dalla presenza di giunti che garantiscono sempre un sufficiente passaggio di aria. Pertanto si scongiura il rischio di intasamenti dei filtri, tipico delle soluzioni dell’arte nota, e al tempo stesso non si incorre nel rischio di propagazione di fiamma all’esterno del box contenitore o all’ingresso della polvere o dell’acqua. Infatti il percorso per il passaggio di aria viene sempre confinato sulla periferia circolare esterna dei condotti di collegamento in modo da opporsi ad eventuali propagazioni di detto fronte di fiamma.
La presenza di guarnizioni 90, 91 e dei filtri 88 garantisce la tenuta del sistema all’ingresso di polvere e acqua.
Un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti agli interruttori sopra descritti, tutte peraltro contenute nell’ambito dell’invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (16)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Interruttore (4) rotativo comprendente - un corpo di interruttore (8) che individua un volume interno (10) che alloggia girevolmente un albero (12) rotante attorno ad un asse di rotazione (X-X), operativamente connesso ad un dispositivo attuatore esterno rispetto all’interruttore (4), quale una valvola o un attuatore, - una valvola distributrice (32) disposta esternamente a detto volume interno (10) del corpo di interruttore (8) e collegabile pneumaticamente a detto dispositivo attuatore esterno, - un connettore pneumatico (36) e almeno un mezzo di controllo (40), quale un solenoide, operativamente connesso al connettore pneumatico (36), - il connettore pneumatico (36) essendo almeno parzialmente disposto nella parete (48) del corpo di interruttore (8), - il mezzo di controllo (40) essendo disposto nel volume interno (10) del corpo di interruttore (8), - il mezzo di controllo (40) essendo operativamente connesso al dispositivo esterno di comando, la valvola distributrice (32) essendo collegabile pneumaticamente all’attuatore esterno e operativamente connessa al mezzo di controllo (40) mediante il connettore pneumatico (36), in modo da poter essere azionata selettivamente dal mezzo di controllo (40), caratterizzato dal fatto che - il connettore pneumatico (36) delimita almeno un canale di collegamento (44) che mette in collegamento fluidico la valvola distributrice (32) con il mezzo di controllo (40), in cui il canale di collegamento (44) attraversa il connettore pneumatico (36) che a sua volta attraversa una parete laterale (48) del corpo di interruttore (8), - in cui all’interno del canale di collegamento (44) è inserito almeno un mezzo antideflagrazione (52), disposto coassialmente rispetto al canale di collegamento (44) in modo da ridurne la sezione di passaggio (56) per una predeterminata lunghezza del canale di collegamento (44), - in cui, in corrispondenza del mezzo antideflagrazione o anti polvere (52), la sezione di passaggio (56) è confinata su una corona circolare esterna del canale di collegamento (44), delimitata tra una parete laterale interna (60) del canale di collegamento (44) e una parete laterale esterna (64) del mezzo antideflagrazione (52).
  2. 2. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo antideflagrazione o antipolvere (52) comprende un grano metrico o una vite metrica (68), avvitato su una corrispondente madrevite ricavata sulla parete laterale interna (60) del canale di collegamento (44), in modo da delimitare una sezione di passaggio (56) ad andamento elicoidale.
  3. 3. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto mezzo antideflagrazione o antipolvere (52) comprende un cilindretto calibrato (72), disposto coassialmente a detto canale di collegamento (44), in modo da delimitare una sezione di passaggio (56) conformata a corona circolare.
  4. 4. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui l’interruttore (4) comprende primi mezzi di collegamento meccanico (76) tra la valvola distributrice (32) e il connettore pneumatico (36), detti primi mezzi di collegamento meccanico (76) essendo passanti attraverso una parete laterale (48) del corpo di interruttore (8).
  5. 5. Interruttore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’interruttore (4) comprende secondi mezzi di collegamento meccanico (84) tra la valvola distributrice (32) e il corpo di interruttore 8, i secondi mezzi di collegamento meccanico 84 svolgono la funzione di collegare la valvola distributrice 32 al corpo di interruttore 8 e, in particolare, alla parete laterale 48 del corpo di interruttore 8, in modo da avere un collegamento rigido tra i due componenti.
  6. 6. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detti primi e/o secondi mezzi di collegamento meccanico (76,84) della valvola distributrice (32) sono mezzi di collegamento filettato che si innestano a tenuta nella parete laterale (48) del corpo di interruttore (8), in modo da impedire la fuoriuscita di gas e/o fiamme dal volume interno (10) verso l’esterno del corpo di interruttore (8).
  7. 7. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 4, 5 o 6, in cui detti primi e/o secondi mezzi di collegamento meccanico (76,84) della valvola distributrice (32) sono mezzi di collegamento filettato che si innestano a tenuta nella parete laterale (48) del corpo di interruttore (8), in modo da impedire l’ingresso della polvere nel volume interno (10) dall’esterno del corpo di interruttore (8).
  8. 8. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 5, 6 o 7, in cui detti secondi mezzi di collegamento meccanico (89) della valvola distributrice (32) sono mezzi di collegamento filettato che si innestano a tenuta nella connettore pneumatico (36), in modo da impedire la fuoriuscita di gas e/o fiamme dal volume interno (10) verso l’esterno del corpo di interruttore (8), e da impedire l’ingresso della polvere nel volume interno (10) dall’esterno del corpo di interruttore (8).
  9. 9. Interruttore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, tra la valvola distributrice (32) e i mezzi antideflagrazione (52) sono inseriti mezzi di filtraggio aria (88).
  10. 10. Interruttore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, tra la valvola distributrice (32) e i mezzi antideflagrazione (52) sono inseriti mezzi di tenuta (90).
  11. 11. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detti mezzi di filtraggio aria (88) o di tenuta (90) sono inseriti all’interno del canale di collegamento (44), nel connettore pneumatico (36).
  12. 12. Interruttore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11, in cui detti mezzi di filtraggio aria (88) comprendono filtri porosi e i mezzi di tenuta (90) comprendono guarnizioni di tipo O-ring.
  13. 13. Interruttore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tra il connettore pneumatico (36) e una parete laterale (48) del corpo di interruttore (8) vengono posti componenti di tenuta (91).
  14. 14. Interruttore (4) secondo la rivendicazione 13, in cui tali elementi di tenuta (91) comprendono guarnizioni di tipo O-ring.
  15. 15. Interruttore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il connettore pneumatico (36) ha una dimensione tale da garantire che il giunto di connessione tra il connettore (36) e la parete del corpo (48) non consenta la fuoriuscita della fiamma in caso di esplosione interna nel volume interno (10).
  16. 16. Interruttore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un coperchio (28), associato a chiusura di detto corpo di interruttore (8), munito di un indicatore (28) associato in rotazione a detto albero (12), in modo da consentire una segnalazione visiva della posizione angolare e/o condizione operativa dell’albero rotante (12), dall’esterno dell’interruttore (4).
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