ITTO950993A1 - Dispositivo per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore. - Google Patents

Abstract

Dispositivo (1) per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore (2), provvisto di una pompa (4) azionata pneumaticamente e presentante una bocca (51) di aspirazione collegata ad un serbatoio (5) di raccolta del liquido ed una bocca (53) di mandata del liquido stesso, di un sensore a cilindro (15, 33) disposto sostanzialmente in corrispondenza del livello (L3) desiderato del liquido nel contenitore (2) e comprendente una camera (34) presentante almeno un apertura (30) comunicante con l'interno del contenitore (2) stesso ed un pistone (33) atto a scorrere a tenuta nella camera (34) quando il livello del liquido nel contenitore è inferiore al suddetto livello desiderato (L3), di un condotto (40) ricavato nel corpo del pistone (33) e collegato alla bocca (53) di mandata, di un organo attuatore (35) accoppiato con il pistone (33) ed atto ad essere azionato pneumaticamente per spostare il pistone (33) stesso tra una posizione di chiusura del collegamento tra il condotto (40) e l'apertura (30) ed una posizione di apertura del collegamento stesso, e di organi di azionamento (8, 10) pneumatico e simultaneo della pompa (4) e dell'organo attuatore (35).[Figura 1].

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo

per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore,

in particolare per il rabbocco di olio lubrificante in

una coppa di un motore endotermico di un veicolo

industriale. La descrizione che segue farà esplicito

riferimento a questa applicazione, senza per questo

perdere in generalità.

I dispositivi noti comprendono essenzialmente una O pompa a pistone azionata pneumaticamente e presentante

una bocca di ingresso collegata mediante un condotto di

aspirazione ad un serbatoio di riserva dell'olio ed una

bocca di uscita collegata mediante un condotto di

mandata alla coppa. Tali dispositivi comprendono,

inoltre, un sensore a cilindro accoppiato con la pompa e

disposto all'interno della coppa con asse parallelo alla

superficie dell'olio ed in modo tale da essere

completamente sommerso dall'olio stesso quando

quest'ultimo raggiunge un livello prefissato. In particolare, il sensore comprende un cilindro cieco definente una camera cilindrica e presentante una pluralità di aperture comunicanti con l'interno della coppa, ed un pistone scorrevole a tenuta nella camera stessa. Inoltre, i pistoni della pompa e del sensore sono solidalmente collegati da un unico stelo di azionamento montato scorrevole a tenuta in un foro passante ricavato nella parete laterale della coppa.

Lo scorrimento del pistone del sensore è impedito se la camera definita dal cilindro cieco è riempita completamente di olio (che è incomprimibile), mentre è consentito se in tale camera è presente una certa quantità di aria (comprimibile). Pertanto, la pompa può comandare il rabbocco di olio nella coppa soltanto quando il livello dell'olio nella coppa stessa è tale da non sommergere completamente il cilindro cieco.

I dispositivi del tipo brevemente descritto presentano tuttavia alcuni inconvenienti.

Nei veicoli industriali, il serbatoio dell'olio e la coppa sono usualmente disposti piuttosto distanti tra loro. A causa della propria struttura, il dispositivo di rabbocco precedentemente descritto deve necessariamente essere posizionato adiacente alla coppa e, pertanto, occorre prevedere un lungo condotto di collegamento del serbatoio alla bocca di ingresso della pompa, con sensibili perdite di carico specialmente nei periodi freddi a causa dell'elevata viscosità dell'olio; la variabilità della viscosità con la temperatura comporta, inoltre, un diverso comportamento del sistema al variare delle condizioni climatiche. Infine, occorre prevedere due fori passanti, provvisti di rispettivi elementi di tenuta, nella parete laterale della coppa, uno per il condotto di collegamento della bocca di uscita del cilindro attuatore con la coppa stessa ed un altro per l'inserimento dello stelo di azionamento.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un dispositivo per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore, il quale sia privo degli inconvenienti connessi con i dispositivi noti e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un dispositivo per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore, comprendente :

- una pompa a pistone atta ad essere azionata pneumaticamente e presentante una bocca di aspirazione collegata ad un serbatoio di riserva del liquido ed una bocca di mandata del liquido stesso;

- mezzi di collegamento idraulico della detta bocca di mandata al detto contenitore; e

- mezzi sensori a cilindro disposti sostanzialmente in corrispondenza di un livello desiderato del liquido nel detto contenitore e comprendenti una prima camera presentante almeno un'apertura comunicante con l'interno del contenitore stesso ed un primo pistone scorrevole a tenuta nella detta prima camera, la presenza o l'assenza di liquido nella detta prima camera impedendo o consentendo lo scorrimento del detto primo pistone;

caratterizzato del fatto che i detti mezzi di collegamento idraulico comprendono almeno un primo condotto attraverso il detto primo pistone, il detto dispositivo comprendendo, inoltre, mezzi attuatori accoppiati con il detto primo pistone ed atti ad essere azionati pneumaticamente per spostare il primo pistone stesso tra una posizione di separazione a tenuta tra il detto primo condotto e la detta apertura ed una posizione di apertura di collegamento tra il detto primo condotto e la detta apertura, e mezzi di azionamento pneumatico e simultaneo della detta pompa e dei detti mezzi attuatori.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritta nel seguito una preferita forma di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali :

la figura 1 illustra, in modo schematico, un dispositivo per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore, realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 è una sezione assiale, in scala ingrandita, di un particolare del dispositivo di figura Irla figura 3 è una sezione assiale, in scala ingrandita, di un altro particolare del dispositivo di figura 1; e

la figura 4 è una sezione secondo la linea IV-IV di figura 3.

Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore, in particolare per il rabbocco di olio lubrificante in una coppa 2 di un motore endotermico (non illustrato) di un veicolo industriale (non illustrato).

Il dispositivo 1 comprende un iniettore 3 azionato pneumaticamente ed atto ad inviare quantità prefissate di olio lubrificante nella coppa 2, ed una pompa 4 azionata pneumaticamente e collegata ad un serbatoio 5 dell'olio ed all'iniettore 3 rispettivamente mediante un condotto 6 di aspirazione ed un condotto 7 di mandata. Il dispositivo 1 comprende, inoltre, una sorgente 8 di aria compressa collegata mediante una tubazione 9 con l'iniettore 3 e con la pompa 4, ed un'elettrovalvola 10 a due vie e due posizioni, normalmente chiusa e disposta in serie alla tubazione 9.

Con riferimento alle figure 1 e 2, l'iniettore 3 comprende un involucro 13 fissato esternamente a sbalzo ad una parete laterale 14 della coppa 2 e presentante un asse A sostanzialmente parallelo alla superficie libera dell'olio nella coppa 2 stessa, ed un cilindro cieco 15 internamente cavo, di asse A, disposto all'interno della coppa 2 tra i livelli minimo e massimo dell'olio, rispettivamente Li e L2 in figura 1, e solidalmente collegato all'involucro 13.

In particolare, l'involucro 13 comprende un primo manicotto 16 inserito parzialmente all'interno della coppa 2 attraverso un foro passante 17 coassiale all'asse A ricavato nella parete 14, un secondo manicotto 18 disposto esternamente alla coppa 2 e solidalmente collegato al manicotto 16, ed un corpo cilindrico 20 solidalmente collegato al manicotto 18 da banda opposta del manicotto 16 e presentante un foro passante 21 di asse A. L'involucro 13 comprende, inoltre, una flangia 22 calzata sul manicotto 16, solidalmente collegata a quest'ultimo ed atta ad essere fissata alla parete 14 della coppa 2 con l'interposizione di mezzi di tenuta 24.

I manicotti 16 e 18 definiscono internamente una camera cilindrica 23 di asse A e comunicante ad un'estremità con il volume interno del cilindro 15 e ad un'estremità opposta con il foro 21.

II corpo cilindrico 20 comprende, inoltre, un foro cieco radiale 26 filettato atto ad essere impegnato da un raccordo di estremità della tubazione 9, ed una luce 27 parallela all'asse A e collegante il foro 26 alla camera 23.

Il cilindro 15 presenta un'estremità cieca 28 disposta in una posizione sostanzialmente centrale all'interno della coppa 2 ed un'estremità 29 opposta alloggiata nel manicotto 16. Più in particolare, il cilindro 15 è provvisto di una pluralità di fori radiali 30 passanti ricavati nella propria parete laterale, disposti in prossimità della propria estremità cieca 28 ed atti a porre in comunicazione l'interno della coppa 2 e del cilindro 15 stesso. Inoltre, in corrispondenza della propria estremità 29, il cilindro 15 presenta un risalto anulare 31 disposto in battuta contro un relativo spallamento anulare 32 interno ricavato nel manicotto 16.

L'iniettore 3 comprende, inoltre, un pistone 33 montato assialmente scorrevole a tenuta all'interno del cilindro 15 e definente con le pareti dell'estremità cieca 28 del cilindro 15 stesso una camera 34 sostanzialmente cilindrica. Il pistone 33 funziona da sensore di livello dell'olio nella coppa 2 ed è atto a scorrere all'interno del cilindro 15 soltanto quando il livello dell'olio presente nella coppa 2 è inferiore ad un livello L3 tale da sommergere totalmente il cilindro 15 e, pertanto, nella camera 34 è presente anche una determinata quantità di aria comprimibile.

Secondo la presente invenzione, l'iniettore 3 comprende, inoltre, un organo attuatore 35 pneumatico atto ad azionare il pistone 33, ed uno stelo tubolare 36 coassiale all'asse A, solidalmente collegato al pistone 33 ed all'organo attuatore 35 e definente un condotto 37: assiale comunicante con il condotto 7 di mandata; dell'olio attraverso un raccordo 43 di estremità. In particolare, lo stelo 36 si estende attraverso il cilindro 15 e l'involucro 13 ed impegna in modo scorrevole il foro 21 del corpo cilindrico 20.

Il pistone 33 comprende un tratto intermedio 38 a diametro ridotto e definente con la parete del cilindro 15 stesso un condotto anulare 39, ed un condotto 40 sostanzialmente a T, il quale è ricavato nel corpo del pistone 33 stesso e comprende un foro assiale 41 di asse A e comunicante con il condotto 37 ed un foro 42 diametrale e comunicante con il condotto anulare 39. L'organo attuatore 35 è atto a spostare il pistone 33 tra una posizione arretrata di separazione a tenuta tra il condotto 40 ed i fori 30 del cilindro 15 ed una posizione avanzata di apertura, in cui il condotto 40 comunica con i fori 30.

L'organo attuatore 35 è definito da un ulteriore pistone anulare coassiale all'asse A, montato scorrevole a tenuta all'interno del manicotto 18 e solidalmente collegato esternamente alla parete laterale dello stelo 36 mediante un anello elastico reggispinta 46 solidale allo stelo 36 e compresso tra il pistone 33 ed una ghiera 44 in esso avvitata. Il pistone 35 è mantenuto accostato al corpo 20 da una molla 47 ad. elica cilindrica alloggiata nella camera 23 intorno allo stelo 36 e compressa assialmente tra il pistone 35 ed il risalto anulare 31 del cilindro 15. Il pistone 35 è azionato pneumaticamente dall'aria compressa inviata dalla sorgente 8 alla luce 27 ed agente sul pistone 35 stesso in direzione opposta alla forza della molla 47.

Con riferimento alle figure 3 e 4, la pompa 4 comprende un corpo 48 sostanzialmente parallelepipedo definente internamente una camera 49 sostanzialmente cilindrica, ed un pistone 50 montato scorrevole a tenuta all'interno della camera 49 stessa.

La pompa 4 presenta, inoltre, una bocca 51 di ingresso ricavata in una testata 52 del corpo 48 e collegata con il condotto 6 di aspirazione dell'olio e con la camera 49, una bocca 53 di uscita ricavata anch'essa nella testata 52 e collegata con il condotto 7 di mandata e con la camera 49 dalla stessa parte della bocca 51, ed una bocca 54 di alimentazione dell'aria compressa ricavata in una testata 55 opposta del corpo 48 e collegata con la tubazione 9 e con la camera 49 da parte opposta delle bocche 51 e 53. Nelle bocche 51 e 53 sono, inoltre, montate rispettive valvole di non ritorno 56 atte a consentire il flusso soltanto verso la e dalla camera 49, come indicato dalle frecce in figura 4.

Il pistone 50 è mantenuto premuto contro la testata 55 da una molla di torsione 57 ad elica cilindrica alloggiata nella camera 49 e compressa tra il pistone 50 e la testata 55 stessa.

Il dispositivo 1 comprende, infine, un'unità di controllo elettronica 58 collegata con l'elettrovalvola 10, l'iniettore 3, la pompa 4 ed un sensore di prossimità 60 alloggiato in una sede 61 radiale ricavata nel manicotto 16 ed atto a rilevare gli spostamenti del pistone 35 rispetto all'involucro 13.

L'unità di controllo 58 è programmata per attivare automaticamente il dispositivo 1 dopo un periodo di tempo prefissato (alcuni minuti) trascorso dall'arresto del veicolo e del motore; in alternativa, è possibile attivare il dispositivo 1 manualmente.

Il funzionamento del dispositivo 1 viene descritto a partire da una condizione iniziale, in cui il motore del veicolo è fermo, l'elettrovalvola 10 è chiusa e la chiave di accensione del motore viene estratta dal quadro di comando (non illustrato) del veicolo stesso. Inoltre, in tale condizione iniziale, il pistone 50 della pompa 4 è mantenuto dalla molla 57 in battuta contro la testata 55, il pistone 35 dell'iniettore 3 è mantenuto in battuta dalla molla 47 contro il corpo 20 ed il condotto 37 è riempito di olio.

Il segnale impartito dall'unità di controllo 58 determina l'apertura dell'elettrovalvola 10 consentendo il flusso di aria compressa verso la bocca 54 e la luce 27. Sotto la spinta dell'aria proveniente dalla bocca 54, il pistone 50 si sposta verso la testata 52 del corpo 48 con conseguente invio dell'olio presente nella camera 49 all''iniettore 3.

Se il livello dell'olio nella coppa 2 è uguale o superiore al livello L3, l'olio della coppa 2 riempie completamente la camera 34 e, data la propria incomprimibilità, impedisce la corsa completa del pistone 33 verso la posizione avanzata di apertura e, pertanto, anche del pistone 35 ad esso solidale. Poiché il condotto 40 resta isolato dai fori 30 dell'iniettore, non si ha alcun rabbocco. Il pistone 35, impedito nel completamento della propria .corsa, non provoca l'intervento del sensore di prossimità 60 e, pertanto, l'unità di controllo 58 comanda l'arresto dell' operazione .

Nel caso in cui il livello dell'olio nella coppa 2 è inferiore al livello L3, la presenza di aria comprimibile all'interno della camera 34 consente la corsa completa dei pistoni 33 e 35. Pertanto, il pistone 33 si sposta verso l'estremità cieca 28 del cilindro 15 nella posizione di collegamento del condotto anulare 39 con i fori 30 e consente l'iniezione dell'olio nella coppa 2. Lo spostamento del pistone 35 verso il manicotto 16 provoca l'intervento del sensore di prossimità 60, il quale invia un segnale di consenso all'unità di controllo 58. Dopo un tempo prefissato sufficiente al deflusso di tutto l'olio della camera 49 alla coppa 2, l'elettrovalvola 10 viene commutata ed il ciclo di rabbocco si conclude.

In presenza del suddetto segnale di consenso, tale ciclo viene ripetuto automaticamente sino al completo ripristino del livello L3 dell'olio nella coppa 2; raggiunto tale livello, i pistoni 33 e 35 non completano la loro corsa ed il mancato segnale del sensore di prossimità 60 determina l'arresto dell'operazione.

Da un esame delle caratteristiche del dispositivo 1 realizzato secondo i dettami della presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

In particolare, il collegamento idraulico tra l'iniettore 3 e la pompa 4 risulta essere particolarmente flessibile; infatti, in questo caso, la pompa 4 può, ad esempio, essere collocata in una posizione remota rispetto alla coppa 2 ed in prossimità del serbatoio 5, limitando così le perdite di carico dell'olio nel condotto di collegamento della pompa 4 al serbatoio 5 stesso.

Inoltre, la costruzione della coppa risulta semplificata in quanto è sufficiente prevedere un solo foro passante, provvisto di un relativo elemento di tenuta, nella parete laterale della coppa 2 per l'inserimento dell'involucro 13.

Risulta infine chiaro che al dispositivo 1 possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di protezione delle rivendicazioni.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo (1) per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore (2), comprendente: - una pompa (4) a pistone atta ad essere azionata pneumaticamente e presentante una bocca (51) di aspirazione collegata ad un serbatoio (5) di riserva del liquido ed una bocca (53) di mandata del liquido stesso; - mezzi di collegamento idraulico (37, 40) della detta bocca (53) di mandata al detto contenitore (2); e mezzi sensori a cilindro (15, 33) disposti sostanzialmente in corrispondenza di un livello (L3) desiderato del liquido nel detto contenitore (2) e comprendenti una prima camera (34) presentante almeno un'apertura (30) comunicante con l'interno del contenitore (2) stesso ed un primo pistone (33) scorrevole a tenuta nella detta prima camera (34), la presenza o l'assenza di liquido nella detta prima camera (34) impedendo o consentendo lo scorrimento del detto primo pistone (33); caratterizzato del fatto che i detti mezzi di collegamento idraulico comprendono almeno un primo condotto (40) attraverso il detto primo pistone (33), il detto dispositivo (1) comprendendo, inoltre, mezzi attuatori (13, 35) accoppiati con il detto primo pistone (33) ed atti ad essere azionati pneumaticamente per spostare il primo pistone (33) stesso tra una posizione di separazione a tenuta tra il detto primo condotto (40) e la detta apertura (30) ed una posizione di apertura di collegamento tra il detto primo condotto (40) e la detta apertura (30), e mezzi di azionamento (8, 10) pneumatico e simultaneo della detta pompa (4) e dei detti mezzi attuatori (35). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi sensori a cilindro comprendono un cilindro cieco (15) internamente cavo, disposto tra i livelli minimo '(Li) e massimo (L2) del liquido nel detto contenitore (2) e presentante un asse (A) sostanzialmente parallelo alla superficie del liquido nel contenitore (2) stesso. 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi attuatori comprendono un involucro (13) fissabile ad una parete laterale (14) del detto contenitore (2) e definente internamente una seconda camera (23), ed un secondo pistone (35) scorrevole a tenuta nella detta seconda camera (23). 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il detto involucro (13) è coassiale all'asse (A) del detto cilindro cieco (15), è disposto almeno parzialmente all'interno del detto contenitore (2), ed è solidalmente collegato al cilindro cieco (15) stesso. 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i detti primo e secondo pistone (33, 35) sono solidalmente collegati tra loro da uno stelo tubolare (36) coassiale all'asse (A) del detto cilindro cieco (15) ed estendentesi attraverso il cilindro cieco (15) stesso e l'involucro (13), i detti mezzi di collegamento idraulico comprendendo un secondo condotto (37) ricavato all'interno del detto stelo (36) e comunicante con la detta bocca (53) di mandata e con il detto primo condotto (40). 6.- Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il detto primo pistone (33) presenta un tratto intermedio (38) definente con la parete del cilindro cieco (15) un terzo condotto (39) anulare comunicante con il detto primo condotto (40), il detto primo condotto (40) presentando un ramo (41) collegato con il detto secondo condotto (37) ed un ramo (42) comunicante con il detto terzo condotto (39). 7.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di azionamento comprendono una sorgente (8) di aria compressa collegata mediante una tubazione (9) con la detta pompa (4) e con i detti mezzi attuatori (13, 35), ed un'elettrovalvola (10) disposta in serie alla detta tubazione (9). 8.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un'unità di controllo (58) elettronica atta a comandare i detti mezzi di azionamento (8, 10), la detta pompa (4) ed i detti mezzi attuatori (13, 35), ed un sensore di prossimità (60) collegato alla detta unità di controllo (58) ed atto a rilevare gli spostamenti dei detti mezzi attuatori (35). 9.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto contenitore (2) è una coppa di un motore endotermico di un veicolo industriale, ed il detto liquido è olio lubrificante. 10. Dispositivo per il rabbocco automatico di liquido in un contenitore, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.