ITPR20010025A1 - Dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatori elettrici di valvole. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

DISPOSITIVO RILEVATORE DI POSIZIONE, IN PARTICOLARE PER ATTUATORI ELETTRICI DI VALVOLE

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatoli elettrici di valvole, del tipo comprendente le caratteristiche espresse nel preambolo della rivendicazione 1.

Come è noto, gli attuatori di tipo elettrico sono diffusi in molti campi della tecnica e trovano particolare impiego in impianti per il trattamento ed il trasporto di fluidi, come ad esempio oleodotti e gasdotti ed in particolare impianti di trasporto di liquidi e vapori.

In detti impianti, gli attuatori sono generalmente azionati da un motore elettrico e sono impiegati per regolare l’apertura e la chiusura delle valvole che controllano il flusso di fluido.

Per rendere precisa ed accurata la regolazione di tali valvole, si rende necessario controllare e verificare lo spostamento e la posizione degli attuatori mediante dispositivi rilevatori di posizione.

Attualmente, una prima tecnica nota prevede di rilevare lo spostamento e la posizione degli attuatoli mediante mezzi ottici comprendenti, tipicamente, un disco provvisto di fori e fissato in modo solidale all’attuatore; tale disco è sostanzialmente un otturatore che, muovendosi insieme all’attuatore, copre/scopre una sorgente luminosa, tipicamente un diodo LED, disposta in corrispondenza dei fori ed affacciata ad una superficie anteriore del disco.

In corrispondenza di una superficie posteriore del disco, sono disposti mezzi fotorilevatori in grado di captare, sotto forma di impulsi discreti, il segnale luminoso emesso da detta sorgente e discretizzato dalla presenza dell’ otturatore.

Gli impulsi così rilevati vengono inviati ad un elaboratore per essere conteggiati e risalire in tal modo allo spostamento angolare del disco e, nota la posizione angolare iniziale del disco stesso, alla posizione assoluta dell’attuatore.

Una seconda tecnica utilizzata per rilevare lo spostamento deH’attuatore, prevede l’impiego di potenziometri collegati all’attuatore stesso.

Una terza tecnica nota è basata sull’impiego di dispositivi elettromeccanici, tipicamente microinterruttori.

I dispositivi rilevatori di posizione sopra sommariamente descritti presentano alcuni inconvenienti.

In particolare, i mezzi ottici utilizzati nella prima tecnica nota necessitano di alimentazione elettrica e presentano un elevato consumo; inoltre, è necessario alimentare permanentemente la sorgente luminosa per non perdere la posizione angolare dell’attuatore.

In secondo luogo, si rende necessario alimentare permanentemente la sorgente luminosa per non perdere la posizione angolare dell’attuatore. Tale inconveniente è particolarmente sentito quando rimpianto al quale appartiene l’attuatore è fermo, nel qual caso, infatti, si è comunque costretti ad alimentare la sorgente luminosa, tipicamente mediante una batteria ausiliaria solitamente molto ingombrante.

Svantaggiosamente, i dispositivi rilevatori di posizione attualmente noti non possono essere impiegati in condizioni ambientali qualsiasi, in quanto sono negativamente influenzati da sbalzi termici e pertanto sono operativi soltanto in un ristretto intervallo di temperature.

Un ulteriore svantaggio è rappresentato dal fatto che alcuni dei dispositivi rilevatori di posizione sopra citati devono essere inizialmente azzerati per poter misurare correttamente lo spostamento dell’attuatore e risalire quindi alla sua posizione nello spazio.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti rendendo disponibile un dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatoli elettrici di valvole, che presenti un basso consumo e, nel caso di interruzione di corrente elettrica di rete, possa essere alimentato da comuni batterie reperibili in commercio.

Un altro scopo del presente trovato è quello di proporre un dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatoli elettrici di valvole, che possa essere utilizzato in un ampio intervallo di temperature e conseguentemente possa essere impiegato in svariate condizioni ambientali.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo rilevatore di posizione che non necessiti di azzeramento iniziale e che sia bidirezionale, ovvero riconosca il verso in cui si muove l’attuatore.

Un altro scopo del presente trovato è quello di rendere disponibile un dispositivo rilevatore di posizione che sia economico e facile da realizzare.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dal dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatori elettrici di valvole, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.

Questi ed altri scopi risulteranno meglio evidenziati dalla descrizione seguente di una preferita forma di realizzazione illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nell’unita tavola di disegno, in cui Tunica figura illustra una vista esplosa di un dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatori elettrici di valvole, secondo il presente trovato.

Con riferimento alla figura, il dispositivo rilevatore di posizione, in particolare per attuatori elettrici di valvole, è globalmente indicato con il numero 1.

Il dispositivo 1 comprende un disco 2 fissato in modo solidale all’attuatore e provvisto di una mappatura definente un sistema di riferimento che consente di rilevare lo spostamento del disco 2, risalendo pertanto allo spostamento delTattuatore.

In particolare, tale mappatura viene realizzata mediante una pluralità di magneti permanenti operativamente disposti lungo il perimetro del disco 2, in modo tale che ciascun magnete di polarità prefissata viene posizionato tra due magneti aventi entrambi polarità opposta ad esso.

Nella forma di realizzazione illustrata, il disco 2 è ottenuto per sinterizzazione ed i magneti permanenti vengono realizzati mediante magnetizzazione del disco stesso. In particolare, detta magnetizzazione viene eseguita in modo tale da definire sul disco 2 una pluralità di settori, ciascuno dei quali costituisce un magnete permanente. Tali settori vengono realizzati in modo tale che ciascun settore di polarità prefissata si trovi posizionato tra due settori aventi polarità opposta ad esso. Nella forma di realizzazione preferita, detti settori sono contigui uno all’altro e sono tutti di uguali dimensioni.

Il disco 2, provvisto di un foro passante 2a per consentirne l’accoppiamento con Tattuatore, è alloggiato all’ interno di un guscio protettivo e viene montato su un portadisco 3, tipicamente realizzato in lega di alluminio. Nell’esempio illustrato, tale guscio protettivo è preferibilmente realizzato mediante due flange 4a, 4b connesse per mezzo di una o più viti 5.

Il dispositivo 1 è dotato di mezzi per rilevare lo spostamento dell’attuatore mediante detta mappatura. Nell’esempio illustrato, detti mezzi comprendono almeno una coppia di interruttori 6 commutabili magneticamente e disposti in posizione affacciata ai magneti permanenti presenti sul disco 2. In particolare, detti interruttori 6 sono preferibilmente sfasati di circa 90 gradi elettrici lungo il perimetro del disco 2 e sono posizionati in modo tale che un interruttore si trovi in corrispondenza della mezzeria di un settore e l’altro si trovi in corrispondenza della linea di demarcazione tra due settori. Gli interruttori 6 sono montati su una scheda 7 e commutano in presenza di campi magnetici di polarità opposta, cosicché i due interruttori non commutano mai contemporaneamente; ciò consente al disco 2 di rilevare il verso di rotazione dell’attuatore.

II dispositivo 1 è altresì dotato di due cuscinetti a sfere 8 per sostenere e facilitare la rotazione del disco 2.

Il funzionamento del trovato è il seguente.

Il disco 2, ruotando, fa commutare uno dopo l’altro i due interruttori 6. In particolare, le commutazioni degli interruttori generano delle variazioni di tensione che vengono rilevate da un apposito strumento, non illustrato in quanto di tipo noto. Conteggiando il numero di commutazioni mediante un elaboratore collegato al dispositivo 1, è possibile risalire allo spostamento e quindi alla posizione angolare dell’attuatore. Inoltre, poiché la commutazione degli interruttori 6 non è mai contemporanea e gli interruttori 6 sono sfasati, è possibile risalire al verso di rotazione del disco 2 e quindi al verso in cui l’attuatore si sta muovendo.

Il trovato consegue importanti vantaggi.

Innanzitutto, la mappatura realizzata mediante magneti permanenti richiede pochissima energia per immagazzinare i dati rilevati.

In secondo luogo, la presenza di una mappatura realizzata mediante magneti permanenti rende il dispositivo meno sensibile agli sbalzi termici e pertanto un tale dispositivo può essere impiegato in svariate condizioni ambientali. In particolare, il dispositivo rilevatore come nell’esempio descritto, è in grado di funzionare correttamente in un intervallo di temperature compreso tra circa -40°C e 85°C.

Vantaggiosamente, un dispositivo rilevatore di posizione secondo il trovato non necessita di azzeramento iniziale e, grazie alla particolare sfasatura degli interruttori, è in grado di riconoscere il verso nel quale si muove l’attuatore.

Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che un dispositivo rilevatore di posizione secondo il trovato è economico e facile da realizzare.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) rilevatore di posizione, in particolare per attuatori elettrici di valvole, comprendente: un disco (2) fissato solidalmente all’attuatore e provvisto di una mappatura definente un riferimento per rilevare lo spostamento dell’attuatore stesso; e mezzi per rilevare lo spostamento dell’attuatore mediante detta mappatura, caratterizzato dal fatto che detta mappatura viene realizzata mediante una pluralità di magneti permanenti operativamente disposti lungo il perimetro del disco (2), ciascun magnete di polarità prefissata essendo posizionato tra due magneti aventi entrambi polarità opposta ad esso.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per rilevare lo spostamento dell’attuatore comprendono almeno una coppia di interruttori (6) commutabili magneticamente e disposti in posizione affacciata ai magneti permanenti disposti sul disco (2).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti interruttori (6) sono sfasati di circa 90 gradi elettrici lungo il perimetro del disco (2).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti magneti permanenti sono contigui l’uno all’altro e sono tutti di uguali dimensioni.
5. 5. Attuatore elettrico di valvole, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo (1) rilevatore di posizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.