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IT201800009688A1 - Sensore di pressione per cilindro a gas - Google Patents

Sensore di pressione per cilindro a gas Download PDF

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IT201800009688A1
IT201800009688A1 IT102018000009688A IT201800009688A IT201800009688A1 IT 201800009688 A1 IT201800009688 A1 IT 201800009688A1 IT 102018000009688 A IT102018000009688 A IT 102018000009688A IT 201800009688 A IT201800009688 A IT 201800009688A IT 201800009688 A1 IT201800009688 A1 IT 201800009688A1
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Daniel Fantinato
Massimo Fiorese
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Description

SENSORE DI PRESSIONE PER CILINDRO A GAS
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto un sensore di pressione per cilindro a gas.
Il trovato riguarda un sensore di pressione per cilindro a gas applicabile nel settore dello stampaggio di lamiere. In particolare, esso è utile a misurare la pressione interna dei cilindri a gas spesso impiegati in presse di stampaggio.
I cilindri a gas sono generalmente definiti da una camicia tubolare di contenimento gas, chiusa ermeticamente da una parte da una prima testata, forata per il passaggio di uno stelo con pistone e configurata per definire una guida per il movimento traslatorio dello stesso stelo all’interno della camicia, e dalla parte opposta da una seconda testata, dotata di valvola di caricamento gas; la camicia e le due testate definiscono il vano di corsa per il pistone, mentre lo stesso pistone, con camicia e seconda testata definisce la camera per il gas in pressione.
Quando tali cilindri sono installati in presse di stampaggio, le pressioni della camera per il gas sono tipicamente comprese tra 100 bar e 200 bar.
A causa degli elevati valori di pressione, le condizioni operative dei cilindri risultano difficilmente gestibili e possono portare a danni e ad inceppamenti degli stessi cilindri e conseguente danneggiamento delle attrezzature e dei prodotti in lavorazione.
È quindi largamente sentita l'esigenza di monitorare il valore di pressione della camera in pressione dei cilindri durante le lavorazioni meccaniche, quindi in tempo reale, o in fase di manutenzione degli stampi.
Durante la fase di manutenzione, normalmente i cilindri vengono smontati dagli stampi e ne viene misurata la forza iniziale (misura indiretta della pressione). Questo comporta tempi lunghi per la verifica dei cilindri durante le normali operazioni di manutenzione degli stampi.
Per misurare la pressione sarebbe possibile associare temporaneamente ad ogni cilindro un sensore di pressione con visualizzazione istantanea del valore di pressione, con segnalazione led e/o numerica.
Tale soluzione non è scevra di inconvenienti. Primo fra tutti il fatto che i sensori ad oggi in uso non sono progettati esclusivamente per lavorare con i cilindri e quando sono ad essi collegati impediscono il caricamento del gas nel cilindro, o non consentono la misura della pressione con il cilindro già carico.
Il compito del presente trovato è quello di realizzare un sensore di pressione che sia in grado di migliorare la tecnica nota in uno o più degli aspetti sopra indicati.
Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un sensore di pressione che consenta di monitorare il valore di pressione in un cilindro a gas, in modo semplice, rapido ed immediato, direttamente in corrispondenza del cilindro.
Un altro scopo del trovato è quello di consentire la misura della pressione nel cilindro anche quando questo è carico.
Inoltre, la presente invenzione si prefigge lo scopo di superare gli inconvenienti della tecnica nota in modo alternativo ad eventuali soluzioni esistenti.
Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un sensore di pressione che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un sensore di pressione per cilindro a gas, comprendente un corpo da cui si sviluppa un raccordo di attacco ad una apertura di caricamento gas di un cilindro a gas, un primo foro, passante, attraversa detto raccordo e detto corpo ed un secondo foro lo collega ad un elemento sensore connesso elettricamente ad una scheda elettronica di elaborazione del segnale rilevabile da detto elemento sensore.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di due forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, del sensore di pressione secondo il trovato, illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:
- la figura 1 è una vista prospettica di un sensore secondo il trovato applicato ad un cilindro a gas;
- la figura 2 è una vista laterale del sensore secondo il trovato, in una sua prima forma realizzativa, parzialmente in sezione e ancora applicato ad un cilindro a gas;
- la figura 3 illustra un'altra sezione del sensore secondo il trovato, ancora nella sua prima forma di realizzazione;
- la figura 4 è una vista in sezione del sensore secondo il trovato, in una sua seconda forma di realizzazione e in un primo assetto d'uso;
- la figura 5 è la stessa vista in sezione di figura 4, dello stesso sensore, ma in un secondo assetto d'uso.
Con riferimento alle figure citate, il sensore di pressione secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 10, comprende un corpo 11 in vicinanza del cui fondo si sviluppa lateralmente un raccordo 12, con una porzione di innesto 13, di attacco ad una apertura di caricamento gas di un cilindro a gas 14. Nel sensore 10 è anche presente un primo foro 15, passante, che attraversa il raccordo 12 ed il corpo 11 ed un secondo foro 16 lo collega ad un elemento sensore 17, di un corpo sensore 18, connesso con almeno una scheda elettronica 19 di elaborazione del segnale rilevabile dall'elemento sensore 17.
Il raccordo 12 è controfilettato all'apertura di caricamento del cilindro a gas 14. In particolare, la controfilettatura è presente sulla porzione di innesto 13.
Il sensore di pressione 10 comprende opportunamente anche un tappo di sicurezza 20 atto a chiudere il primo foro 15 dalla parte opposta al raccordo 12.
Il primo foro 15 ed il secondo foro 16 sono realizzati in un elemento a vite forata 21 da inserire trasversalmente nel corpo 11.
Tale elemento a vite 21 presenta due gole circolari a lati opposti del secondo foro 16 e in ciascuna delle quali sono opportunamente montate tenute 22 (indicate in figura 3), per evitare perdite di gas passante dall'elemento a vite 21 al corpo sensore 18.
L'elemento a vite 21 presenta una testa 23 esagonale con la quale sporge dal corpo 11 dalla parte opposta al raccordo 12 e il tappo di sicurezza 20 è inserito nella testa 23 e presenta convenientemente un invito sagomato per una estremità di chiave a brugola con cui avvitarlo nella testa 23.
Il sensore 10 e 110, rispettivamente nella prima e nella seconda forma di realizzazione, è atto ad interagire con una valvola 24, 124 di sicurezza, atta ad impedire il passaggio di gas in uscita dal cilindro 14.
In particolare, nella prima forma di realizzazione, illustrata in sezione nelle figure 2 e 3, la valvola 24 è installata all'interno del primo foro 15, tra il tappo di sicurezza 20 ed il secondo foro 16. In questo caso la tenuta avviene all'interno del foro 15, perché la valvola lo occlude impedendo il passaggio di gas in uscita. Questa configurazione si presta bene per cilindri a gas 14 in cui non sia presente una valvola all'imbocco di un canale di caricamento 25 del gas che porta alla camera in pressione 26 contenente il gas.
La seconda forma realizzativa è indicata complessivamente con il numero di riferimento 110 ed ha molte parti in comune con la prima, con la quale condivide le medesime numerazioni, differenziandosi da questa esclusivamente per l'assenza della valvola nel primo foro 15 e per la presenza di un elemento a spillo.
In particolare, secondo tale forma di realizzazione, illustrata in figura 4 e in figura 5, il sensore di pressione 110 comprende un elemento a spillo 127 avente sede nel primo foro 15 e atto ad essere spinto contro la valvola 124 presente sostanzialmente all'imbocco del canale di caricamento del gas 25 nel cilindro a gas 14. Con la spinta, la valvola 124 è atta ad aprirsi mettendo in comunicazione la camera in pressione 26 con il corpo sensore 18.
In questo caso la tenuta avviene all'esterno del primo foro 15, davanti all'estremità dello stesso elemento 23, essendo la valvola 124 parte del cilindro a gas 14 e non del sensore di pressione 110.
Secondo entrambe le forme di realizzazione, l'elemento sensore 17 è opportunamente collegato, ad esempio mediante pin 28 alla parte elettronica, per portare il segnale di pressione alla scheda elettronica 19, la quale è preposta a trasformare il segnale quantificandolo.
Il sensore, come illustrato in figura 1, dove è indicato con la numerazione 10 della prima forma di realizzazione, ma validamente anche per la seconda forma 110, comprende uno schermo 29 connesso elettricamente alla scheda elettronica 19, atto a mostrare almeno il valore di pressione elaborato dalla stessa scheda e comprende anche un paio di led 30 connessi elettricamente alla scheda elettronica 19. Led 30 e schermo 29 sono installati al di sotto di un coperchio di protezione trasparente 31. È anche opportunamente presente una batteria 32, mostrata in figura 3.
Il funzionamento del sensore di pressione, secondo il trovato, è il seguente.
Nella sua prima forma di realizzazione, il sensore 10 viene collegato al cilindro a gas 14 inserendo il raccordo 12 nell'apertura di caricamento del cilindro.
Il tappo di sicurezza 20 viene rimosso ed il cilindro 14 viene caricato dalla parte della testa 23, essendo il primo foro 15 passante. L'insufflazione di gas, preferibilmente azoto, determina l'apertura della valvola 24, che lascia passare il gas attraverso il primo foro 15 verso il cilindro 14. Il caricamento può avvenire utilizzando attrezzature già correntemente utilizzate.
Poiché il foro 15 è collegato al secondo foro 16, il gas risale anche verso il corpo sensore 18.
La pressione viene rilevata dall'elemento sensore 17 e rielaborata dalla scheda elettronica 19, che ne restituisce il valore attraverso lo schermo 29 o, mediante l'accensione di uno dei due led 30, indica se questo è superiore a quello di soglia (ad esempio mediante accensione di un led verde) o inferiore (ad esempio led rosso).
Il sensore di pressione 10 può essere collegato in modo permanente al cilindro, che è caricabile attraverso l'elemento a vite 21, e permette quindi di conoscere il valore di pressione in qualsiasi momento, riducendo i tempi di manutenzione e controllo degli stampi.
Nella seconda forma di realizzazione, il cilindro 14 è già carico e la valvola 124 impedisce al gas di uscire.
Dopo aver collegato il sensore 110 al cilindro a gas 14, inserendo il raccordo 12 nell'apertura di caricamento del cilindro, l'operatore può agire sulla testa dell'elemento a spillo 127 mediante una chiave a brugola. Avvitandolo, l'elemento a spillo 127 si muove verso il cilindro e spinge la valvola 124 aprendola e consentendo quindi il passaggio del gas. Il gas passa dalla camera in pressione 26 al corpo sensore 18 risalendo il primo foro 15 ed il secondo foro 16 e, come nel caso precedente, ne viene rilevato il valore di pressione. Il passaggio dell'elemento a spillo 127 da una posizione all'altra è rilevabile confrontando i due assetti mostrati nelle figure 4 e 5. Come mostrato in figura 5, dopo aver aperto il passaggio del gas, l'elemento a spillo 127 può essere lasciato nella posizione di spinta della valvola 124 e viene applicato il tappo di sicurezza 20.
Il sensore 110 può anche essere smontato dopo aver rilevato la pressione, ad esempio nel caso in cui la sua presenza non sia costruttivamente accettabile, dopo aver fatto arretrare l'elemento a spillo 127 per chiudere la valvola 124.
In questa forma di realizzazione, il sensore 110 può essere montato anche su cilindri a gas 14 carichi, consentendone la verifica con variazioni di carico insignificanti, dovute al passaggio del gas dalla camera in pressione al sensore, lasciando il cilindro montato sullo stampo.
Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti realizzando un sensore di pressione per cilindro a gas con il quale è possibile monitorare in continuo e in modo semplice e immediato il valore di pressione direttamente in corrispondenza del cilindro e che, inoltre, non deve essere smontato dal cilindro per caricare quest'ultimo con il gas.
Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sensore di pressione per cilindro a gas, comprendente un corpo (11) da cui si sviluppa un raccordo (12) di attacco ad una apertura di caricamento gas di un cilindro a gas (14), un primo foro (15), passante, attraversa detto raccordo (12) e detto corpo (11) ed un secondo foro (16) lo collega ad un elemento sensore (17) connesso elettricamente ad una scheda elettronica (19) di elaborazione del segnale rilevabile da detto elemento sensore (17).
  2. 2. Sensore di pressione, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto raccordo (12) è controfilettato all'apertura di caricamento di un detto cilindro a gas (14).
  3. 3. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un tappo di sicurezza (20) atto a chiudere detto primo foro (15) dalla parte opposta a detto raccordo(12).
  4. 4. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo foro (15) e detto secondo foro (16) sono realizzati in un elemento a vite forata (21) da inserire trasversalmente in detto corpo (11).
  5. 5. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tappo di sicurezza (20) è inserito nella testa (23) di detto elemento a vite (21) con cui quest'ultimo sporge da detto corpo (11).
  6. 6. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere atto ad interagire con una valvola (24, 124) atta ad impedire il passaggio di gas in uscita da detto cilindro.
  7. 7. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta valvola (24) è installata all'interno di detto primo foro (15) tra detto tappo di sicurezza (20) e detto secondo foro (16).
  8. 8. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento a spillo (127) avente sede in detto primo foro (15) e atto ad essere spinto contro detta valvola (124) presente sostanzialmente all'imbocco di un canale di caricamento gas (25) nel cilindro a gas (14).
  9. 9. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere uno schermo (29) connesso elettricamente a detta almeno una scheda elettronica (19), atto a mostrare almeno il valore di pressione elaborato dalla stessa scheda.
  10. 10. Sensore di pressione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un led (30) connesso elettricamente a detta almeno una scheda elettronica (19).
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