Dispositivo sensor de presión.

Dispositivo sensor de presión, que comprende:

- un sensor (9) de presión que presenta un cuerpo de sensor (9a),

en particular de tipo monolítico, en el que sedefine una cavidad (11) que presenta una superficie inferior (11a) y una superficie periférica (11b),perteneciendo dicha superficie inferior (11a) a una parte de membrana (9') de dicho cuerpo de sensor (9a),estando asociado funcionalmente un elemento de detección (R) a dicha parte de membrana (9');

- una estructura de conexión (2, 3) que presenta un conducto (2a, 15, 19) en comunicación con dicha cavidad(11), diseñada para recibir un fluido, cuya presión debe detectarse, comprendiendo dicha estructura (2, 3):

- un cuerpo de soporte (2) del sensor (9) de presión, que define al menos un paso (2a) respectivo; y- un elemento compresible (12) que está diseñado para estar en contacto con dicho fluido y está configuradopara compensar posibles variaciones de volumen del mismo; estando dicho elemento compresible (12)colocado al menos en parte dentro de dicha cavidad (11),

comprendiendo el dispositivo unos medios de conexión (12f; 12g) para poner en comunicación de fluido, o paraequilibrar en presión, diferentes regiones de dicha cavidad (11), caracterizado porque los medios de conexión (12f;12g) están formados al menos en parte

- en dicho elemento compresible (12), o

- en dicho cuerpo de sensor (9a), o

- en dicho cuerpo de soporte (2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2009/053323.

Solicitante: ELTEK S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: STRADA VALENZA, 5A 15033 CASALE MONFERRATO (AL) ITALIA.

Inventor/es: ZORZETTO,MAURO, MARTINENGO,GIORGIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01L19/06 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01L MEDIDA DE FUERZAS, TENSIONES, PARES, TRABAJO, POTENCIA MECANICA, RENDIMIENTO MECANICO O DE LA PRESION DE LOS FLUIDOS (pesado G01G). › G01L 19/00 Detalles o accesorios de aparatos para la medida de la presión permanente o cuasi-permanente de un medio fluyente en la medida en que estos detalles o accesorios no son especiales de los tipos particulares de manómetros. › Medios para impedir la sobrecarga o la influencia dañina del medio a medir sobre el dispositivo de medida o viceversa.
  • G01L9/00 G01L […] › Medida de la presión permanente, o cuasi-permanente de un fluido o de un material sólido fluyente por elementos eléctricos o magnéticos sensibles a la presión; Transmisión o indicación por medios eléctricos o magnéticos del desplazamiento de los elementos mecánicos sensibles a la presión, utilizados para medir la presión permanente o cuasi-permanente de un fluido o de un material sólido fluyente (medida de las diferencias entre dos o más valores de la presión G01L 13/00; medida simultánea de dos o más valores de la presión G01L 15/00).

PDF original: ES-2420555_T3.pdf

 

Dispositivo sensor de presión.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo sensor de presión.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo sensor de presión que presenta las características descritas en el preámbulo de la reivindicación 1. Un dispositivo sensor de este tipo se conoce por el documento WO 2008/078184.

Técnica anterior

Dispositivos del tipo indicado comprenden una carcasa en la que está montado un sensor de presión. El sensor presenta un cuerpo que define una cavidad, cuya parte inferior está formada por una parte de membrana del propio cuerpo, en la que se proporciona un elemento de detección. El fluido sometido a medición se suministra a la cavidad mencionada anteriormente, a través de un conducto de la carcasa, de tal manera que provoca una flexión de la parte de membrana. El grado de tal flexión, que depende de la presión del fluido, se mide por medio del elemento de detección, cuya señal de salida representa, por tanto, el valor de presión. El cuerpo de sensor suele realizarse de material cerámico y el elemento de detección previsto en la parte de membrana del mismo suele ser del tipo resistivo

o piezorresistivo.

En algunos tipos de aplicaciones parte del fluido sometido a medición de presión puede acumularse en contacto con,

o dentro de, componentes delicados del dispositivo, y específicamente del sensor de presión. En caso de temperatura ambiente baja el fluido acumulado puede congelarse, con el consiguiente aumento de volumen que provoca tensión mecánica de los componentes delicados mencionados anteriormente, tales como, por ejemplo, la parte de membrana del cuerpo del sensor, con el riesgo de provocar la rotura o el daño de los mismos. Por tal motivo, el documento WO 2008/078184 propone colocar un elemento compresible, adaptado para compensar posibles variaciones de volumen del fluido, directamente en la cavidad del cuerpo de sensor o en la proximidad inmediata del mismo.

Sumario de la invención Un objetivo de la presente invención es el de mejorar la fiabilidad y precisión de funcionamiento de un sensor del tipo indicado, de manera sencilla y poco costosa. Este objetivo se alcanza, según la presente invención, mediante un dispositivo sensor de presión que presenta las características de las reivindicaciones adjuntas, que forman una parte integral de la enseñanza técnica proporcionada en la presente memoria en relación con la invención.

Breve descripción de los dibujos Los objetivos, características y ventajas adicionales de la presente invención se pondrán claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada y a partir de los dibujos adjuntos, proporcionados estrictamente con fines de ejemplo y no limitativos, en los que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo sensor de presión según la invención;

- la figura 2 es una vista en alzado del dispositivo de la figura 1;

- la figura 3 es una vista en sección parcial del dispositivo de las figuras 1 y 2;

- las figuras 4 y 5 son vistas en perspectiva esquemáticas, desde diferentes ángulos, del sensor de presión del dispositivo de las figuras 1 a 3;

- la figura 6 es un detalle ampliado de una parte de la figura 3;

- la figura 7 es una vista en sección similar a la de la figura 6, pero en relación con un dispositivo sensor de presión según la técnica conocida por el documento WO 2008/078184;

- la figura 8 es una vista en perspectiva de un elemento de compensación del dispositivo de las figuras 1 a 3;

- la figura 9 es una vista en planta del elemento de compensación de la figura 8, a escala ampliada;

- la figura 10 es una sección según la línea X-X de la figura 9;

- la figura 11 es una vista en perspectiva de un elemento de compensación según una variante de la invención;

- la figura 12 es una vista en planta del elemento de compensación de la figura 11, a escala ampliada; y

-la figura 13 es una sección según la línea XIII-XIII de la figura 12.

Descripción de las formas de realización preferidas de la invención La estructura y funcionalidades generales del dispositivo sensor de presión según la invención son similares a las de los dispositivos ilustrados y descritos en el documento WO2008/078184; por tal motivo, a continuación en la presente memoria, la descripción de los componentes del dispositivo según la invención será relativamente esquemática, suponiendo que los detalles prácticos y las características de implementación preferidas de tales componentes pueden tomarse del documento de la técnica anterior mencionado.

Con referencia a las figuras 1 a 3, indicado en su totalidad con 1 hay un dispositivo sensor de presión según la invención, cuya estructura comprende una pieza 2, que realiza esencialmente funciones de soporte y conexión hidráulica, y una pieza 3, que realiza esencialmente funciones de cubierta y conector o conexión eléctrica. Al cuerpo principal de la pieza 2, preferentemente hecho de material relativamente rígido, tal como, por ejemplo, material termoplástico o material metálico, lo atraviesa axialmente una cavidad o paso indicado en su totalidad con 2a en la figura 3. Tal como puede observarse particularmente en la figura 3, identificadas en la pieza de cuerpo 2 hay una parte de conexión 4, una parte de acoplamiento intermedio 5 y una parte de extremo 6. La parte de conexión 4, generalmente cilíndrica, presenta externamente un asiento para medios de sellado radial 7, tal como una junta de estanqueidad tórica. Tal parte 4, que proporciona un puerto de entrada del dispositivo 1, está prevista para conectarse a un circuito hidráulico, no representado, que contiene el fluido cuya presión va a detectarse. La parte 5 intermedia comprende una pared de brida, que se extiende radialmente hacia fuera desde la parte superior de la parte de conexión 4. Surgiendo de la pared de brida mencionada anteriormente hay una pared exterior 5a y una pared interior 5b, que presentan una configuración anular y sustancialmente coaxiales entre sí. La pared 5b, de mayor altura que la pared 5a, delimita un asiento en el que se sitúa un sensor de presión, indicado en su totalidad con 9.

Tal como puede observarse en las figuras 4 y 5, el sensor 9 presenta un cuerpo de sensor 9a, preferentemente monolítico, hecho por ejemplo de material cerámico, o material de plástico, o alúmina, preferentemente de forma cilíndrica. En el cuerpo de sensor 9a hay definida una cavidad axial ciega 11, abierta en una primera cara de extremo del propio cuerpo, estando delimitada tal cavidad por una superficie inferior y una superficie periférica o circunferencial, respectivamente indicadas con 11a y 11b sólo en la figura 5. Entre la superficie inferior 11a de la cavidad 11 y al menos parte de la segunda cara de extremo del cuerpo de sensor 9a, indicada con 11c sólo en la figura 4, hay definida una parte de membrana, indicada en la figura 6 con la referencia 9’, en la cual hay integrado un elemento de detección, representado sólo esquemáticamente en la figura 4, en la que se indica con R. Preferentemente, el elemento de detección R se obtiene o fija a la segunda cara 11c, es decir, en el lado de la membrana 9’ externa a la cavidad 11. El elemento de detección R puede representarse mediante un elemento resistivo o piezorresistivo preferentemente delgado (película) o, más generalmente, mediante cualquier componente eléctrico o electrónico, incluso un semiconductor, que puede generar una señal que representa una deformación o flexión de la parte de membrana 9’, es decir, de la presión de fluido. Sobresaliendo o surgiendo de la segunda cara de extremo 11c del cuerpo de sensor 9a hay terminales 9b, para la conexión eléctrica del sensor 9 y/o el circuito de control electrónico correspondiente.

Todavía con referencia a la figura 3, surgiendo de la región central de la pared de brida 5, en posición sustancialmente coaxial con respecto a las paredes 5a y 5b y la parte de conexión 4, está la parte de extremo 6, generalmente tubular de forma cilíndrica, en la que un reborde o asiento para colocar medios de sellado 10, representados preferentemente por una junta de estanqueidad tórica, está formado externamente respecto a la misma. Tal junta 10 de estanqueidad está prevista para funcionar de manera sellada entre la superficie exterior de la parte de extremo 6 y la superficie periférica (11b, figura 5) de la cavidad 11 del cuerpo de sensor 9a, tal como se muestra esquemáticamente, por ejemplo, en la figura 6.

La parte de extremo 6 sobresale por dentro de la cavidad 11 del cuerpo de sensor 9a y montado sobre su pieza superior hay un elemento de compensación, indicado con 12. El elemento 12 está hecho de material compresible,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo sensor de presión, que comprende:

- un sensor (9) de presión que presenta un cuerpo de sensor (9a) , en particular de tipo monolítico, en el que se define una cavidad (11) que presenta una superficie inferior (11a) y una superficie periférica (11b) , perteneciendo dicha superficie inferior (11a) a una parte de membrana (9’) de dicho cuerpo de sensor (9a) , estando asociado funcionalmente un elemento de detección (R) a dicha parte de membrana (9’) ;

- una estructura de conexión (2, 3) que presenta un conducto (2a, 15, 19) en comunicación con dicha cavidad (11) , diseñada para recibir un fluido, cuya presión debe detectarse, comprendiendo dicha estructura (2, 3) :

-un cuerpo de soporte (2) del sensor (9) de presión, que define al menos un paso (2a) respectivo; y

- un elemento compresible (12) que está diseñado para estar en contacto con dicho fluido y está configurado para compensar posibles variaciones de volumen del mismo; estando dicho elemento compresible (12) colocado al menos en parte dentro de dicha cavidad (11) ,

comprendiendo el dispositivo unos medios de conexión (12f; 12g) para poner en comunicación de fluido, o para 20 equilibrar en presión, diferentes regiones de dicha cavidad (11) , caracterizado porque los medios de conexión (12f; 12g) están formados al menos en parte

- en dicho elemento compresible (12) , o

-en dicho cuerpo de sensor (9a) , .

25. en dicho cuerpo de soporte (2) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que los medios de conexión (12f; 12g) comprenden al menos un paso de conexión (12f; 12g) formado en dicho elemento compresible (12) .

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que el elemento compresible (12) presenta un cuerpo con una cara superior (12a) , una cara inferior (12b) y al menos una cara periférica (12c) , y en el que dicho al menos un paso de conexión (12f, 12g) está configurado como al menos uno de entre:

-un orificio pasante (12f) del cuerpo del elemento compresible (12) , que se extiende entre las caras superior e 35 inferior (12a, 12b) del mismo,

- una ranura o rebaje (12g) del cuerpo del elemento compresible (12) , formada/o en una cara periférica exterior (12c) del mismo,

- una ranura o rebaje del cuerpo del elemento compresible (12) , formada/o en una cara periférica interior del mismo.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que el elemento compresible (12) presenta un orificio central (12d) para su montaje sobre una parte tubular (14) del cuerpo de soporte (2) que incluye una sección de extremo (15) de 45 dicho conducto (2a, 15, 19) , y en el que dicho al menos un paso de conexión (12f, 12g) está en una posición excéntrica con respecto a dicho orificio central (12d) .

5. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que los medios de conexión comprenden al menos una ranura o rebaje formada/o al menos en parte: 50

- en un área de dicha superficie periférica (11b) de la cavidad (11) enfrentada a una superficie periférica exterior del elemento compresible (12) y/o

-en una parte tubular (6, 14) del cuerpo de soporte (2) que sobresale dentro de dicha cavidad (11) , y sobre la 55 cual el elemento compresible (12) está preferentemente montado.

6. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento compresible (12) presenta una forma sustancialmente lobulada.

7. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento compresible (12) presenta una forma cilíndrica sustancialmente plana.

8. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además al menos un elemento compresible (18) adicional. 65

9. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento compresible (12) está colocado, de tal manera que defina sustancialmente en la cavidad (11) al menos dos regiones opuestas.


 

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