BR112020006107A2 - cartucho de monocontrole inteligente para torneiras, torneira de monocontrole, torneira de monocontrole inteligente e sistema de entrega de gerenciamento inteligente de água quente e água gelada misturadas - Google Patents

Abstract

A presente invenção fornece um cartucho de monocontrole inteligente para torneiras, uma torneira inteligente que incorpora o dito cartucho e um sistema inteligente que incorpora a dita torneira, sendo que o cartucho de monocontrole compreende uma base com uma extremidade inferior, uma extremidade superior para se acoplar aos discos de cerâmica e uma porção intermediária em que uma reentrância é definida na qual um módulo eletrônico é acoplado que é configurado para alojar meios de detecção de temperatura indireta configurados para detectar a temperatura no canal de água misturada e meios eletrônicos configurados para calcular a temperatura real no canal de água misturada com base em uma detecção de temperatura indireta, sendo que os meios de detecção de temperatura indireta estão em comunicação de dados com os meios eletrônicos; e em que um cabo flexível é acoplado entre o módulo eletrônico e o came.

Description

CARTUCHO DE MONOCONTROLE INTELIGENTE PARA TORNEIRAS, TORNEIRA DE MONOCONTROLE, TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE E SISTEMA DE ENTREGA DE GERENCIAMENTO INTELIGENTE DE ÁGUA QUENTE E ÁGUA GELADA MISTURADAS CAMPO DA TÉCNICA DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um acessório para misturar água em torneiras, particularmente com um cartucho de monocontrole de mistura de água configurado para estar disposto em torneiras de monocontrole, sendo que o cartucho é dotado de uma parte eletrônica que tem capacidade para gerar, processar, transmitir e/ou receber sinais de modo que possam ser usados por dispositivos periféricos associados ao cartucho.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Atualmente no estado da técnica, existem diferentes torneiras de controle individual usadas em pias, banheiras, chuveiros, bidês ou similares. Essas torneiras geralmente incluem um acessório, normalmente denominado um cartucho, em que o último é projetado para misturar a água que flui das entradas de água quente e/ou gelada, que são acopladas a uma câmara ou base de mistura do cartucho, de modo que a água misturada seja liberada na temperatura desejada. De modo a determinar a temperatura da água misturada e mostrar um tipo de aviso ou informações de que a temperatura da água misturada corresponde àquela escaldante, os acessórios de controle individual desse tipo podem incluir um indicador de temperatura operativamente acoplado a um circuito de medição de temperatura.

[003] Diferentes configurações foram usadas para medir e informar ao usuário sobre a temperatura da água misturada. Um exemplo do estado da técnica desenvolvido até o momento é o documento de Patente nº U.S. 5.542.449, que revela uma torneira de água quente/gelada de saída única com um dispositivo de exibição de temperatura de água com um corpo de válvula e um dispositivo de detecção e exibição de temperatura, em que uma sonda de temperatura é conectada a uma extremidade de um cabo de detecção na extremidade oposta que está conectada a um visor. Com base na invenção revelada neste documento de patente, observa-se que o dispositivo funciona de modo que, quando o manípulo é empurrado para cima para abrir a torneira, o comutador é ligado para detectar a temperatura da água na câmara de mistura pela sonda de detecção de temperatura e para mostrar o resultado detectado através de um visor de cristal líquido. Quando a haste é girada pelo manípulo, a temperatura da água misturada é regulada. Se o manípulo for pressionado, a torneira é fechada e o comutador é desligado e, portanto, o dispositivo de detecção e exibição de temperatura não funciona.

[004] A principal desvantagem da torneira anterior é que a sonda de detecção de temperatura está em contato direto com a água misturada que significa que poderia danificar prematuramente a sonda de detecção e aumentar a possibilidade de um vazamento de água através da junção entre a dita sonda e a placa de conexão. Além disso, a mesma indica apenas que a torneira é adequada para indicar a temperatura detectada em uma tela de LCD, em que essa tela é ativada e desativada com a posição do manípulo de torneira, o que significa que outros tipos de funções não são considerados para serem realizados com a parte eletrônica desenvolvida nessa torneira.

[005] Outro documento da técnica anterior que revela um sistema de detecção de temperatura para água misturada em uma torneira de monocontrole é o documento de patente nº U.S. 4.682.626, que ensina um acessório de mistura de monocontrole que tem um meio de indicação de temperatura eletricamente acoplado a uma montagem de válvula.

O acessório de mistura de monocontrole inclui um alojamento que tem passagens de água gelada e quente nas quais condutos de água gelada e quente estão respectivamente acoplados.

Uma placa de sensor é formada com uma abertura de saída de água, e aberturas de entrada de água gelada e quente, e é montada na mesma em uma vedação impermeável por anéis em O.

Os diferentes componentes de válvula estão alojados em um cartucho substituível que tem uma abertura de saída de água complementar, aberturas de entrada de água gelada e quente, e é montado na placa de sensor em uma vedação impermeável por anéis em O.

O circuito de medição de temperatura é montado na placa de sensor, em que a extremidade do sensor de temperatura se estende através da abertura de saída de água.

A extremidade do sensor de temperatura é eletricamente acoplada aos meios de indicador de temperatura através dos cabos e é montada na placa de sensor de temperatura.

A extremidade do sensor de temperatura se estende através da abertura radial e em direção à abertura de saída de água do acessório de mistura, e é montada em posição por meio de um retentor que é rosqueado na porção rosqueada complementar da abertura.

A extremidade do sensor de temperatura é mantida em uma vedação impermeável por anéis em O inseridos entre o retentor de rosca e a abertura.

Uma tampa disposta no manípulo que tem uma reentrância anular aberta no topo.

Um módulo eletrônico é inserível na reentrância através de ajuste por pressão.

O módulo eletrônico é vedado contra a dita reentrância por meio de um anel de vedação e coberto por uma tampa de plástico transparente. Condutores de conexão correm entre os meios de conexão e o módulo eletrônico.

[006] A principal desvantagem da técnica anterior mencionada acima é que a placa de sensor é um acessório externa ao cartucho substituível, o que significa que o próprio cartucho não contém os meios necessários para detectar a temperatura. Assim, de modo realizar todas as funcionalidades descritas nesta técnica anterior, o cartucho substituível deve ser ligado à placa de sensor, que é inconveniente devido à possibilidade de a água vazar quando a placa de sensor está acoplada ao cartucho. Adicionalmente, a extremidade do sensor de temperatura está em contato direto com a água misturada, que danifica o sensor e aumenta a possibilidade de água vazar através da junção entre a extremidade de sensor e a placa. Além disso, o módulo eletrônico é configurado apenas para operar os meios de indicador de temperatura, o que significa que outros tipos de funções não podem ser realizados pelo dito módulo eletrônico.

[007] A técnica anterior mencionada acima revela cartuchos de torneira ou acessórios que têm meios de detecção de temperatura de água misturada, assim como meios que permitem que a temperatura detectada seja exibida, de modo a evitar queimaduras devido a uma alta temperatura da água misturada; no entanto, nenhum dos dispositivos revelados no estado da técnica estão preparados, adicionalmente à medição da temperatura da água misturada, para registrar e compartilhar dados com relação à operação dos mesmos, ou preparados para fazer parte de um sistema de gerenciamento de água inteligente.

[008] Portanto, há uma clara necessidade em fornecer um cartucho de monocontrole para torneiras que, com um tamanho padrão para ser acoplado no corpo de uma torneira normalmente encontrada no mercado sem a necessidade de acessórios adicionais, incorporam na mesma um módulo com componentes eletrônicos para realizar diferentes operações com os ditos componentes eletrônicos, dentre as quais estão detectar a temperatura real da água misturada, tempo de utilização da torneira associada ao cartucho, quantidade de água usada, etc., assim como gerar informações e enviar sinais com base nas ditas informações para as interfaces visuais dispostas na torneira ou pontos externos à torneira, e em que o cartucho tem, simultaneamente, a habilidade de estar interconectado e trocar dados e ações com um sistema de gerenciamento de água inteligente.

DESCRIÇÃO

[009] De modo a fornecer uma solução às necessidades encontradas, a presente invenção fornece um cartucho de monocontrole inteligente para torneiras que compreendem um invólucro externo que tem uma extremidade longitudinal inferior e uma extremidade longitudinal superior, e em que uma base acoplada à extremidade longitudinal inferior do invólucro é alojada, sendo que a base compreende pelo menos três perfurações que definem, respectivamente, um canal para água gelada, um canal para água quente e um canal para água misturada; um par de discos de cerâmica, em que o inferior é fixado e o superior é móvel, localizados acima da base, sendo que o disco de cerâmica fixado inferior é acoplado à base; uma tampa móvel disposta acima dos discos de cerâmica, acoplada ao disco móvel superior e configurada para se mover com relação ao invólucro; um manípulo disposto acima da tampa móvel e acoplado na extremidade superior do invólucro; um came móvel que é acoplado de uma maneira pivotável ao manípulo e operativamente conectado à tampa móvel e configurado para mover a dita tampa móvel; em que a base compreende uma extremidade inferior, uma extremidade superior para se acoplar aos discos de cerâmica e uma porção intermediária em que uma reentrância é definida na qual um módulo eletrônico é acoplado que é configurado para alojar meios de detecção de temperatura indireta configurados para detectar a temperatura no canal de água misturada e meios eletrônicos configurados para calcular a temperatura real no canal de água misturada com base em uma detecção de temperatura indireta, sendo que os meios de detecção de temperatura indireta estão em comunicação de dados com os meios eletrônicos; e em que um cabo flexível é acoplado entre o módulo eletrônico e o came.

[0010] Em modalidades alternativas do cartucho de monocontrole na porção intermediária da base, a perfuração do canal para água misturada cria na reentrância uma parede de canal para água misturada, e o módulo eletrônico compreende uma parede interna configurada para ser colocada em contato operativo com a parede do canal para água misturada.

[0011] Em outras modalidades da invenção, o módulo eletrônico compreende uma cavidade interna configurada para alojar os meios eletrônicos e os meios de detecção de temperatura indireta, sendo que os meios eletrônicos compreendem meios de conversão Analógico-Digital, meios de processamento configurados para calcular a temperatura real com base na detecção de temperatura indireta e comparar a dita temperatura real com uma temperatura de referência predefinida, e meios de comunicação configurados para transmitir a temperatura real, sendo que os ditos meios de detecção indireta estão dispostos na parede interna do módulo eletrônico. Adicionalmente, o módulo eletrônico compreende uma porta de conexão, sendo que a dita porta de conexão é configurada para conectar eletricamente os meios eletrônicos ao cabo flexível e estabelecer comunicação de dados entre os mesmos.

[0012] Em modalidades adicionais do cartucho de monocontrole, a tampa móvel compreende meios de prisão configurados para acoplar a dita tampa móvel ao dito disco superior móvel dos discos de cerâmica, e compreende adicionalmente um contato elétrico elástico. Consequentemente, o invólucro compreende uma fenda que se estende na direção longitudinal entre a extremidade longitudinal inferior e a extremidade longitudinal superior do dito invólucro, em que um contato elétrico do invólucro está disposto na fenda do invólucro e na altura da tampa móvel, sendo que o contato elétrico elástico do invólucro móvel é configurado para ser colocado em contato com o contato elétrico do invólucro por meio do movimento da tampa móvel.

[0013] Em configurações alternativas da invenção, o cabo flexível compreende uma seção inferior, uma seção intermediária e uma seção superior, sendo que há um meio para se conectar à porta de conexão do módulo eletrônico entre a seção inferior e a seção intermediária, e em que há um meio para se conectar aos contatos elétricos do invólucro entre a seção intermediária e a seção superior, e em que há um elemento de conexão na seção superior configurado para receber o cabo flexível e para acoplar o dito cabo flexível ao came, sendo que o cabo flexível compreende adicionalmente uma pluralidade de rotas configuradas para o fornecimento de potência elétrica e comunicação de dados do cartucho.

[0014] Em modalidades alternativas, o came é acoplado de uma maneira pivotável ao manípulo por meio de uma cavilha que passa pelo dito came através de um orifício, sendo que a dita cavilha é fixada nos orifícios dispostos no manípulo, sendo que o movimento pivotante do came é configurado para mover a tampa móvel, que, por sua vez, gera um movimento relativo entre os contatos elétricos do invólucro e o contato elétrico da tampa móvel, assim, se gera um sinal elétrico da posição da tampa móvel que é enviado aos meios eletrônicos do módulo eletrônico através do cabo flexível, sendo que os meios de processamento são configurados para identificar a posição da tampa móvel com base no sinal elétrico enviado aos meios eletrônicos do módulo eletrônico. O came compreende uma primeira extremidade inferior configurada para ser operativamente acoplada à tampa móvel e uma segunda extremidade superior configurada para atuar o came, sendo que a dita segunda extremidade superior do came compreende meios de acoplamento configurados para receber o elemento de conexão da extremidade superior do cabo flexível, sendo que o elemento de conexão compreende um conector eletricamente ligado ao cabo flexível.

[0015] Alternativamente, o cabo flexível compreende, na extremidade inferior, um membro de conexão que é configurado para receber o cabo flexível e para acoplar eletromecanicamente o dito cabo flexível a um conector.

[0016] O cartucho de monocontrole inteligente da presente invenção deve ser usado em uma torneira inteligente através da qual o fluxo de uma mistura de água quente e gelada é controlado, sendo que a torneira tem um corpo de torneira que compreende uma extremidade de base, uma extremidade superior, uma projeção na qual uma extremidade de saída de água misturada é definida e um alojamento de cartucho em que o cartucho da presente invenção está disposto, sendo que o dito cartucho é configurado para receber um fluxo de água gelada através do canal de água gelada da base e um fluxo de água quente através do canal de água quente da base; sendo que a torneira tem um manípulo disposto na extremidade superior do corpo de torneira e operativamente acoplado ao cartucho, sendo que o manípulo compreende um alojamento em que um elemento de interface está disposto, que compreende meios visuais, sendo que o elemento de interface é eletromecanicamente conectado ao cabo flexível através do conector do elemento de conexão da extremidade superior do came do cartucho; um elemento de acoplamento configurado para acoplar a extremidade superior do came do cartucho, sendo que o manípulo é configurado para atuar o came; e meios de fornecimento de eletricidade configurados para fornecer energia aos meios eletrônicos, aos meios de detecção de temperatura indireta do cartucho e ao elemento de interface.

[0017] Em modalidades alternativas da torneira de monocontrole inteligente, os meios de processamento são configurados para calcular, com base na posição da tampa móvel, a posição do manípulo e o tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo, em que os meios de comunicação, através do cabo flexível do cartucho, transmitem ao elemento de interface informações do cálculo da temperatura real no canal de água misturada, e/ou do cálculo da comparação entre a temperatura real calculada e a temperatura de referência predefinida, e/ou da posição do manípulo, e/ou do tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo, em que os meios visuais do elemento de interface são configurados para mostrar as informações recebidas pelo elemento de interface.

[0018] Em outra modalidade preferencial, o cartucho de monocontrole inteligente da presente invenção deve ser usado em uma torneira de monocontrole inteligente que controla o fluxo de uma mistura de água quente e gelada, sendo que a dita torneira tem um corpo de torneira que compreende um alojamento de cartucho, em que o cartucho da presente invenção está disposto, sendo que o dito cartucho é configurado para receber um fluxo de água gelada através do canal de água gelada da base e um fluxo de água quente através do canal de água quente da base; sendo que a torneira tem um manípulo operativamente acoplado ao cartucho, em que o manípulo compreende um elemento de acoplamento configurado para ser acoplado à extremidade superior do came do cartucho; e em que a torneira compreende adicionalmente um elemento de interface em conexão eletromecânica com o cartucho, e meios de fornecimento de eletricidade configurados para fornecer energia aos meios eletrônicos, aos meios de detecção de temperatura indireta do cartucho e ao elemento de interface.

[0019] Em modalidades alternativas dessa modalidade preferencial, o elemento de interface está disposto em uma posição ao longo do corpo de torneira e/ou ao longo do corpo de saída de água misturada e/ou em uma posição externa ao corpo de torneira e ao corpo de saída de água misturada, sendo que o elemento de interface compreende meios visuais, em que o dito elemento de interface visual é eletromecanicamente conectado ao cabo flexível através do conector do elemento de conexão inferior do cabo flexível do cartucho.

[0020] Em outras modalidades alternativas dessa modalidade preferencial, os meios de processamento são configurados para calcular, com base na posição da tampa móvel, a posição do manípulo e o tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo, e os meios de comunicação, através do cabo flexível do cartucho, transmitem ao elemento de interface informações do cálculo da temperatura real no canal de água misturada, e/ou do cálculo da comparação entre a temperatura real calculada e a temperatura de referência predefinida, e/ou da posição do manípulo, e/ou do tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo, em que os meios visuais do elemento de interface são configurados para mostrar as informações recebidas pelo elemento de interface.

[0021] O cartucho de monocontrole inteligente da presente invenção é projetado para ser usado em qualquer torneira no mercado, sem ter que usar a parte eletrônica da mesma.

[0022] O cartucho de monocontrole inteligente da invenção também deve, disposto em uma torneira de monocontrole, tal como aquela revelada acima, fazer parte de um sistema de entrega de água quente e água gelada misturadas e gerenciamento inteligente, em que o sistema compreende uma válvula solenoide de fechamento que deve ser conectada aos canos de água quente e/ou aos canos de água gelada a montante com relação à torneira de monocontrole, sendo que a válvula solenoide é configurada para emitir um sinal de operação e/ou receber um sinal de corte; um medidor de fluxo deve estar disposto a jusante da válvula solenoide de corte e a montante da torneira, sendo que o medidor de fluxo é configurado para emitir um sinal de fluxo,

em que os meios de comunicação do cartucho são configurados para receber um sinal de fluxo, receber um sinal de operação e transmitir um sinal de corte.

[0023] Uma das vantagens alcançadas pela presente invenção é que o cartucho tem um tamanho padrão e não exige acessórios, o que significa que o mesmo pode ser facilmente incorporado em uma torneira existente. Isso é vantajoso para um fabricante de torneira dado que as grandes alterações no processo de fabricação, de modo a incorporar o cartucho, não precisam ser realizadas. É ainda possível melhorar uma torneira que já está disposta para uso, dado que o cartucho da presente invenção poderia ser incorporado na dita torneira com o manípulo associado ao mesmo, para obter, assim, uma torneira inteligente.

[0024] Outra dentre as vantagens é a medição indireta de temperatura. Dado que os meios de detecção de temperatura indireta não estão em contato direto com a água misturada, os mesmos não são danificados quando em contato com a água, e adicionalmente, há perfurações na base da mistura, de modo a comunicar os ditos meios de detecção indireta com a água misturada e com a parte eletrônica, o que significa que, embora o módulo eletrônico esteja ainda disposto na base, o mesmo é isolado do canal de água gelada, quente e misturada, o que garante que não haverá curtos circuitos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0025] As vantagens e características anteriores, adicionalmente a outras, devem ser entendidas mais completamente sob a luz da seguinte descrição detalhada de modalidades exemplificativas, com referência aos desenhos anexos, que devem ser considerados a título de ilustração e não limitação, em que: - A Figura 1 é uma vista em perspectiva do cartucho de monocontrole, em que um corte transversal parcial foi realizado em um dos componentes, de modo a mostrar os componentes internos do cartucho. - A Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida do cartucho de monocontrole, em que os componentes internos do cartucho podem ser vistos separadamente. - A Figura 3 é uma vista em perspectiva explodida da base e do módulo eletrônico. - A Figura 4 é uma vista em perspectiva do módulo eletrônico. - A Figura 5 é uma vista em perspectiva da tampa móvel, em que o contato elétrico flexível pode ser visto acoplado à dita tampa móvel. - A Figura 6 é uma vista em perspectiva explodida do invólucro e dos contatos elétricos do invólucro. - A Figura 6A é uma vista em perspectiva, em que um corte transversal parcial foi realizado no invólucro, de modo a ver o contato entre o contato elétrico flexível da tampa móvel e dos contatos elétricos do invólucro. - A Figura 7 é uma vista em perspectiva do cabo flexível, em que se deixou o módulo eletrônico, os contatos elétricos do invólucro e o contato elétrico flexível da tampa visíveis, de modo a ver a relação de conexão dos elementos mencionados acima com o cabo flexível. - A Figura 7A é uma vista em detalhes do elemento de conexão disposto na extremidade superior do cabo flexível, em que um conector de pino macho é mostrado em uma vista explodida.

- A Figura 8 é uma vista em perspectiva do came. - A Figura 9 é uma vista em perspectiva do manípulo. - A Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma modalidade exemplificativa, em que o cartucho da presente invenção está disposto em uma torneira inteligente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE EXEMPLIFICATIVA

[0026] A seguinte descrição detalhada apresenta diversos detalhes específicos, a título de exemplo, para fornecer um entendimento detalhado dos ensinamentos relevantes. No entanto, está claro para uma pessoa versada na técnica que os presentes ensinamentos podem ser realizados sem esses detalhes.

[0027] De acordo com uma modalidade preferencial, e conforme pode ser visto nas Figuras 1 e 2, a invenção fornece um cartucho de monocontrole inteligente (1) para torneiras que compreendem um invólucro (2) que tem uma extremidade longitudinal inferior (21) e uma extremidade longitudinal superior (22), e em que uma base (3) acoplada à extremidade longitudinal inferior (21) do invólucro (2) é alojada, sendo que a base (3) compreende pelo menos três perfurações que definem, respectivamente, um canal para água gelada (31), um canal para água quente (32) e um canal para água misturada (33); um par de discos de cerâmica (4), em que o inferior é fixado (41) e o superior é móvel (42), localizados acima da base (3), sendo que o disco de cerâmica fixado inferior (41) é acoplado à base (3); uma tampa móvel (5) disposta acima do par de discos de cerâmica (4), acoplada ao disco móvel superior (42) e configurada para se mover com relação ao invólucro (2); um manípulo (6) disposto acima da tampa móvel (5) e acoplado na extremidade longitudinal superior (22) do invólucro (2); um came móvel (7) que é acoplado de uma maneira pivotável ao manípulo (6) e operativamente conectado à tampa móvel (5), e configurado para mover a dita tampa móvel (5); em que a base (3) compreende uma extremidade inferior (34), uma extremidade superior (35) para se acoplar aos discos de cerâmica e uma porção intermediária (36) em que uma reentrância é definida na qual um módulo eletrônico (8) é acoplado que é configurado para alojar meios de detecção de temperatura indireta (9) configurados para detectar a temperatura no canal de água misturada (33) e meios eletrônicos (10) configurados para calcular a temperatura real no canal de água misturada (33) com base em uma detecção de temperatura indireta, sendo que os meios de detecção de temperatura indireta (9) estão em comunicação de dados com os meios eletrônicos (10); e em que um cabo flexível (11) é acoplado entre o módulo eletrônico (8) e o came móvel (7).

[0028] Na Figura 3, a base (3) e o módulo eletrônico (8) podem ser vistos em mais detalhes. Conforme mencionado acima, a base (3) é acoplada na extremidade longitudinal inferior (21) do invólucro (2), sendo que a base (3) compreende uma extremidade inferior (34), uma extremidade superior (35) para se acoplar ao par de discos de cerâmica (4) e uma porção intermediária (36). Diferente da base de mistura de cartuchos convencionais, a base (3) do cartucho (1) da presente invenção otimizou o material necessário para formar canais para água gelada (31), quente (32) e misturada (33), o que elimina o material que não é útil da porção intermediária (36), assim, se tem capacidade para criar uma reentrância (3R) na dita porção intermediária (36) de modo a alojar o módulo eletrônico (8) na base (3). Como deve ser descrito abaixo, o módulo eletrônico (8) aloja no interior do mesmo, meios eletrônicos (10) (não mostrados) e meios de detecção de temperatura indireta (9) (não mostrados). Integrar o módulo eletrônico (8) na base (3) é uma vantagem em comparação com o estado da técnica, visto que não há nenhum cartucho de monocontrole para torneiras eletrônicas que regulem a temperatura e/ou o fluxo, em que esses cartuchos são diretamente instáveis dentro de uma torneira mecânica de monocontrole padrão.

[0029] Como pode ser visto na Figura 3, na porção intermediária (36) da base (3), a perfuração do canal para água misturada (33) cria na reentrância (3R1) uma parede de canal para água misturada (33). Essa parede (3R1) deve receber mediante parada e ser colocada em contato operativo com uma parede interna (8R1) do módulo eletrônico (8). Como deve ser analisado abaixo, a água misturada no canal de água misturada (33) gera na parede (3R1) uma temperatura T1 que corresponde em grande parte à temperatura na qual a água misturada se encontra no canal de água misturada (33). A dita temperatura T1 é detectada pelos meios de detecção de temperatura indireta (9) e é transmitida aos meios eletrônicos (10) para ser processada. Na Figura 3, também pode-se ver que a base (3) tem meios de prisão (351) na parte superior da mesma, que são configurados para se acoplar ao disco de cerâmica inferior (41).

[0030] Adicionalmente, a base (3) compreende uma vedação inferior (300) e uma vedação superior (301) ao redor de cada um dos canais para água gelada (31), quente (32) e misturada (33), em que a dita vedação superior (301) é alojada em alojamentos de vedação no disco de cerâmica inferior (41) para acoplar de uma maneira vedada a base (3) ao par de discos de cerâmica (4). Essas vedações inferior (300) e superior (301), assim como o par de discos de cerâmica (4), são amplamente conhecidos no estado da técnica, e aqueles usados na presente invenção correspondem às vedações e discos de cerâmica padrões, o que significa que não é necessário explicar esses componentes em maiores detalhes.

[0031] De acordo com o que pode ser visto nas Figuras 3 e 4, o módulo eletrônico (8) foi disposto na base (3) para estar o mais próximo possível dos canais para água gelada (31), quente (32) e misturada (33), em particular, para estar próximo do canal para água misturada (33) e, assim, ter capacidade para detectar a temperatura que a água misturada gera na parede (3R1) da base (3). O módulo eletrônico (8) é principalmente em formato de U e compreende uma cavidade interna (81) (não mostrada) que é configurada para alojar os meios eletrônicos (10) (não mostrados) e os meios de detecção de temperatura indireta (9) (não mostrados). É importante destacar que, embora os meios eletrônicos possam ser distribuídos ao longo da cavidade interna (81), os meios de detecção de temperatura indireta (9) estão preferencialmente localizados na parede interna (8R1). Essa localização preferencial para os ditos meios de detecção de temperatura indireta (9) está, como foi mencionado acima, dentro do módulo eletrônico (8), porém, em uma distância mínima a partir da parede (3R1) do canal de água misturada (33) da base (3), isto é, os meios de detecção de temperatura indireta (9) não entram em contato direto com a água misturada, o que significa que nenhuma perfuração é feita no canal de água misturada (33)

para detectar ou medir a temperatura da dita água misturada. Dessa maneira, uma medição indireta é produzida da temperatura da água misturada no canal (33), assim, se elimina a possibilidade de vazamentos ou quebras na vedação, que poderiam ocorrer no caso em que, como na técnica anterior, os meios de detecção de temperatura estão completa ou parcialmente alojados dentro do canal de água misturada.

[0032] Em modalidades preferenciais, os meios de detecção de temperatura indireta (9) compreendem um termistor, um sensor de RTD, um termopar ou combinações dos mesmos.

[0033] Conforme afirmado acima, a água misturada está em uma temperatura real TR, que gera, na parede (3R1), uma temperatura T1, isto é, essencialmente igual à temperatura real TR na qual a água misturada no canal (33) se encontra. Os meios de detecção de temperatura indireta (9) gravam uma temperatura T2, que é levemente menor que a temperatura T1. De modo a obter a temperatura real TR da água misturada, um cálculo com base na temperatura T2 deve ser realizado. Para isso, os meios de detecção de temperatura indireta (9) são eletricamente conectados e estão em comunicação de dados com os meios eletrônicos (10), sendo que os ditos meios eletrônicos compreendem meios de conversão Analógico-Digital (não mostrados), meios de processamento (não mostrados) configurados para calcular a temperatura real com base na detecção de temperatura indireta e comparar a dita temperatura real com uma temperatura de referência predefinida, e meios de comunicação (não mostrados) configurados para transmitir a temperatura real. Os meios de conversão Analógico-Digital são responsáveis por converter o sinal proveniente dos meios de detecção de temperatura indireta (9) de modo que o mesmo seja interpretado pelos meios de processamento e, devido à capacidade de cálculo dos últimos, uma operação iterativa é realizada em uma frequência definida do valor medido pelos meios de detecção de temperatura indireta (9) para obter a temperatura real TR por meio de cálculos com base na capacidade de transferência e inercia térmica do material da parede (3R1) da base (3) e da parede inferior (8R1) do módulo eletrônico (8). Um modelo matemático iterativo é preferencialmente usado na equação de transferência de condução .

[0034] Uma vez que a temperatura real TR da água misturada foi calculada, a mesma é, então, comparada com a temperatura de referência TRef armazenada em uma memória interna dos meios de processamento. A temperatura de referência TRef corresponde à temperatura que pode escaldar a pele, isto é, a temperatura na qual a água quente pode queimar a pele do usuário, que, de acordo com padrões médicos, é acima de 50 ºC, isto é, quando esse valor de temperatura é alcançado há um alto risco de queimadura para o usuário. Portanto, o objetivo da comparação é detectar quando a temperatura da água misturada no canal de água misturada (33) está próxima, alcançou ou excedeu a temperatura de referência TRef que corresponde à temperatura de escaldamento, e gerar dados com relação à comparação. Assim, quando o cartucho de monocontrole inteligente (1) faz parte de uma torneira inteligente ou um sistema de gerenciamento inteligente, como deve ser analisado em detalhes abaixo, o mesmo pode enviar os dados de comparação através dos meios de comunicação para elementos de interface ou unidades de processamento superiores, ou periféricos, de modo a fornecer ao usuário sinais de aviso com relação à alta temperatura da água misturada, ou atuar nos periféricos para fechar o fluxo de água. Os meios eletrônicos (10), particularmente os meios de processamento, têm outras funções além de calcular a temperatura real TR e comparar a dita temperatura com a temperatura de referência TRef, que devem ser descritas em detalhes como os outros componentes do cartucho são descritos.

[0035] Além disso, e de modo a evitar que a água ou umidade entre nos meios eletrônicos (10), os mesmos e os meios de detecção de temperatura indireta (9) são encapsulados em uma resina termofixa que, no estado curado, gera uma superfície aderente, que garante a durabilidade dos componentes eletrônicos do cartucho e que o módulo eletrônico (8) pode ser acoplado por atrito na reentrância (3R) da porção intermediária (36) da base (3). Isso é vantajoso, visto que não é necessário incluir outro tipo de meios de fixação para manter o módulo eletrônico (8) acoplado à base (3); no entanto, a pessoa versada na técnica pode ver que outro tipo de meios de fixação estaria dentro do escopo da invenção, tal como cola, ganchos, cavilhas e/ou similares.

[0036] Adicionalmente, e como pode ser visto nas Figuras 2 a 4, o módulo eletrônico (8) compreende uma porta de conexão (82) que é configurada para conectar eletricamente os meios eletrônicos ao cabo flexível (11). A conexão do cabo flexível (8) na porta de conexão (82) deve ser descrita em detalhes abaixo.

[0037] Como pode ser visto nas Figuras 2 e 5, a tampa móvel (5) é essencialmente um disco circular que compreende uma extremidade inferior (50), uma porção cilíndrica (51) e uma extremidade superior (52). Meios de prisão (53) são definidos na extremidade inferior (50), sendo que os ditos meios de prisão são configurados para acoplar a tampa móvel (5) ao disco superior móvel (42) do par de discos de cerâmica (4). A tampa móvel (5) compreende adicionalmente uma cavidade (54) na extremidade superior (52) na qual a extremidade inferior (71) do came (7) é alojada. Dado que a tampa móvel (5) é operativamente acoplada ao came (7), a dita tampa móvel (5) se move linear ou angularmente, ou ambos simultaneamente, quando o came (7) é atuado, por exemplo, por um manípulo de uma torneira de monocontrole. Adicionalmente, um contato elétrico flexível (55) está disposto na porção cilíndrica (51). Com esse propósito, meios de prisão de contato (56) foram dispostos na dita porção cilíndrica (51) configurada de modo que o contato elétrico flexível (55) seja mantido integral na tampa móvel (5) quando a mesma é movida. Em modalidades preferenciais, os meios de prisão de contato (56) compreendem uma reentrância de perímetro na porção cilíndrica (51), embora outras maneiras de prender o contato elétrico flexível (5) na porção cilíndrica (51) sejam aceitáveis, tais como cavilhas ou cola. O contato elétrico flexível (55) é configurado para, com base na posição da tampa móvel (5), que por sua vez depende do came (7), ser colocado em contato com os contatos elétricos (261) (262) que estão dispostos no invólucro (2).

[0038] O invólucro (2) é, como pode ser visto nas Figuras 1, 2, 6, 6A, um corpo cilíndrico essencialmente oco que tem uma extremidade longitudinal inferior (21) e uma extremidade longitudinal superior (22), e tem uma primeira seção (201) e uma segunda seção (202), sendo que a primeira seção (201) se estende a partir da extremidade longitudinal inferior (21), e a segunda seção (202) se estende a partir da extremidade longitudinal superior (22), sendo que a primeira seção (201) tem um diâmetro maior que a segunda seção (202), que cria uma alteração em corte transversal que cria um ombro (203) no qual as ditas primeira (201) e segunda (202) seções são unidas. Como pode ser visto na Figura 1, a base (3) é acoplada e alojada na primeira seção (201) com relação à extremidade longitudinal inferior (21) do invólucro (2).

[0039] Como pode ser visto na Figura 6, o invólucro (2) compreende uma fenda (23) que se estende na direção longitudinal entre a extremidade longitudinal inferior (21) e a extremidade longitudinal superior (22) do dito invólucro (2), e é configurado para alojar uma seção parcial do cabo flexível (11). A fenda (23) na primeira seção (201) cria uma parede (24), enquanto na segunda seção (202) a mesma passa parcialmente pela parede do invólucro. De acordo com o que pode ser visto na Figura 1, o par de discos de cerâmica (4) são colocados na base (2) e a tampa móvel (5) é colocada na mesma, assim, se define uma altura de tampa móvel no invólucro que corresponde à altura na qual a tampa móvel (5) se encontra com relação ao invólucro (2). Retornando-se à Figura 6, no invólucro (2), e na altura da tampa móvel, duas aberturas (251) (252) são definidas que passam pela parede (24). Contatos elétricos do invólucro (261) (262) estão respectivamente dispostos nas aberturas (251) (252). De acordo com o que pode ser visto na Figura 6A, o contato elétrico elástico (55) da tampa móvel (5) é configurado para entrar em contato com os contatos elétricos (261) (262) do invólucro (2) por meio do movimento da dita tampa móvel (5) provocado pela atuação do came (7). Como deve ser descrito abaixo, essa configuração dos contatos elétricos do invólucro (261) (262), adicionados à conexão elétrica com o cabo flexível (11), permite a determinação de quando uma torneira está aberta ou fechada, sendo que o cartucho de monocontrole inteligente (1) é incorporado na dita torneira.

[0040] Adicionalmente, o cartucho de monocontrole (1) da invenção compreende um elemento de cobertura de invólucro (27) configurado para cobrir a fenda (23), o que significa que a seção parcial do cabo correspondente (11) é coberta e protegida pela cobertura de invólucro (27), conforme visto na Figura 1.

[0041] De acordo com o que pode ser visto nas Figuras 2 e 7, o cabo flexível (11) é, como seu nome indica, flexível de modo a ter capacidade para se adaptar substancialmente ao contorno do cartucho de monocontrole (1) que segue o perímetro externo do mesmo, e é preferencialmente plano, de modo que uma porção possa ser parcialmente alojada no invólucro (2), como pode ser visto na Figura 1. Em particular, de acordo com a Figura 7, o cabo flexível compreende uma seção inferior (111), uma seção intermediária (112) e uma seção superior (113). A seção inferior (111) compreende, por sua vez, uma extremidade inferior (111A) e um meio de conexão (111B) para se conectar ao módulo eletrônico (8), em que o último compartilha com a seção intermediária (112) que, por sua vez, compreende um meio de conexão (112B) para se conectar aos contatos elétricos do invólucro (261) (262); a seção superior (113) tem o meios de conexão (112B) em comum com a seção intermediária (112) e, por sua vez, tem uma extremidade de conexão superior (113B), em que um elemento de conexão (12) está disposto, que é configurado para receber o cabo flexível (11) e para acoplar o dito cabo flexível (11) ao came (7).

[0042] Na realidade, o cabo flexível (2) é um "conjunto plano" ou "fita plana" de cabos que tem uma pluralidade de rotas internas, como é conhecido no campo de componentes eletrônicos. De modo a realizar o objetivo da invenção, o cabo flexível (2) compreende internamente pelo menos quatro rotas internas que se estendem entre a extremidade inferior (111A) e a extremidade de conexão superior (113B), e pelo menos duas rotas adicionais entre a extremidade de conexão (111B) para se conectar ao módulo eletrônico (8) e a extremidade de conexão (112B) para se conectar aos contatos elétricos do invólucro (261) (262). De acordo com o supracitado, as primeiras quatro rotas são configuradas como a seguir: duas para fornecimento de potência elétrica e fase neutra, e duas para comunicação de dados ou barramento de dados, embora as duas rotas adicionais sejam configuradas para fornecimento de potência elétrica.

[0043] Como pode ser visto na Figura 7, e conforme foi afirmado acima, o módulo eletrônico (8) compreende uma porta de conexão (82), sendo que a dita porta de conexão (82) é configurada para conectar eletricamente e fornecer comunicação de dados entre os meios eletrônicos e o cabo flexível (11). Portanto, os meios eletrônicos são conectados a pelo menos 6 rotas do cabo flexível (11). Dessa forma, os meios eletrônicos são eletricamente alimentados e podem transmitir os dados processados e receber dados através do barramento de dados do cabo flexível.

[0044] A configuração dos contatos elétricos do invólucro (261) (262), adicionados à conexão elétrica com o cabo flexível (11), permite a determinação de quando o cartucho (1) é aberto ou fechado para a passagem de água misturada em direção ao exterior do mesmo, isto é, quando o dito cartucho (1) é incorporado em uma torneira, o mesmo fornece a habilidade de saber quando a dita torneira é aberta ou fechada.

De modo a realizar isso, as duas rotas adicionais do cabo flexível (11) dispostas entre a extremidade de conexão (111B) para se conectar ao módulo eletrônico (8) e a extremidade de conexão (112B) para se conectar aos contatos elétricos do invólucro (261) (262), formam um circuito elétrico normalmente fechado: a primeira dentre as ditas duas rotas adicionais é conectada entre a porta de conexão e o contato elétrico do invólucro (261), enquanto a segunda rota adicional é conectada ao contato elétrico do invólucro (262). De acordo com a conexão com os meios de fornecimento de potência elétrica, e a conexão do cabo flexível (11) na porta de conexão (82), uma tensão ou potencial diferença pode ser estabelecida em uma dentre as ditas rotas adicionais, enquanto a outra é considerada uma entrada digital para os meios eletrônicos.

Dado que os contatos elétricos do invólucro (261) (262) são independentes uns dos outros, isto é, não estão conectados uns aos outros, deve haver um contato elétrico entre os mesmos, de modo a fechar o circuito elétrico.

Com essa finalidade, o mesmo tem o contato elétrico flexível (55) da tampa móvel, que, como pode ser visto nas Figuras 6A e 7, é configurada para colocar, simultaneamente, em contato os contatos elétricos do invólucro (261) (262) que servem para fechar o circuito elétrico.

Portanto, e devido à potencial diferença estabelecida nas duas rotas adicionais, quando o contato elétrico flexível (55) é separado dos contatos elétricos do invólucro (261) (262), os meios eletrônicos gravam um dado de circuito aberto, embora quando o contato elétrico flexível (55) está em contato com os contatos elétricos do invólucro (261) (262), os meios eletrônicos gravem um dado de circuito fechado. Essas posições de conexão/desconexão do contato elétrico flexível (55) indicam a posição da tampa móvel (5). Preferencialmente, os dados de circuito aberto indicam que o cartucho permite a passagem de água misturada em direção ao exterior do mesmo, enquanto os dados de circuito fechado indicam que não há passagem de água misturada em direção ao exterior do cartucho. Isso deve ser entendido como limitante, visto que a configuração inversa também está incluída no escopo da invenção.

[0045] Como pode ser visto nas Figuras 1, 2 e 7, o cabo flexível compreende uma seção superior (113) que tem a extremidade de conexão (112B) em comum com a seção intermediária (112) e que, por sua vez, tem uma extremidade de conexão superior (113B), em que um elemento de conexão (12) está disposto que é configurado para receber o cabo flexível (11) e para acoplar o dito cabo flexível (11) ao came (7). O elemento de conexão (12) é conectado à extremidade superior (72) do came (7) através de meios de acoplamento. Com base nas Figuras 7 e 8, os ditos meios de acoplamento compreendem uma conexão macho e fêmea, de modo a realizar a dita conexão macho e fêmea o elemento de conexão superior (12) tem protuberâncias (121) e uma cavidade (122), em que as protuberâncias (121) são configuradas para ser alojadas nas cavidades (721) da extremidade superior (72) do came (7), enquanto a cavidade (122) é configurada para receber uma protuberância (722) da extremidade superior (72) do came (7).

[0046] Adicionalmente, e como pode ser visto em maior detalhe na Figura 7A, o elemento de conexão (12) compreende uma porta de conexão (123) que deve ligar elétrica e mecanicamente um conector (13) ao cabo flexível (11). Nessa porta de conexão (123), as rotas internas do cabo flexível (11) foram configuradas de modo que possam compartilhar o fornecimento de potência elétrica e transmitir e/ou receber dados em direção e/ou a partir de um elemento que é externo ao cartucho, porém, que pode ser conectado ao mesmo com o conector (13). Em uma modalidade preferencial, a porta de conexão (123) é um conector do tipo fêmea, enquanto o conector (13) é um conector de pino do tipo macho. Esses tipos de conexões são amplamente conhecidos dentro do campo de eletrônica, o que significa que a pessoa versada na técnica entenderia que qualquer tipo de conexão que permite que o cabo flexível (11) seja conectado a um elemento exterior ao cartucho estaria dentro do escopo da invenção.

[0047] Em modalidades alternativas, o cabo flexível (11) compreende, na extremidade inferior (111A) da seção inferior (111), um elemento de conexão (14) (não mostrado) que é configurado para receber o dito cabo flexível (11) e para acoplar eletricamente o dito cabo flexível a um conector (15) (não mostrado). A conexão com esse conector (15) é realizada de maneira similar à conexão entre o conector (13) e o elemento de conexão (12) descrito acima.

[0048] Em outras modalidades alternativas, os meios eletrônicos são preparados para transmitir e/ou receber, de modo sem fio, dados para e/ou a partir de um elemento que é externo ao cartucho.

[0049] Além disso, e de acordo com o supracitado,

como pode ser visto na Figura 8, o came (7) compreende uma extremidade inferior (71) configurada para ser acoplada à cavidade (54) da tampa móvel (5), em que quando o came (7) é atuado, o mesmo move a tampa móvel (5), que, por sua vez, causa um movimento relativo entre os contatos elétricos do invólucro (261) (262) e o contato elástico (55).

[0050] A Figura 9 mostra um detalhe do manípulo (6), que compreende uma projeção (61) configurada para repousar no ombro (203) do invólucro (2), uma seção longitudinal (63), uma cavidade (64) na qual o came (7) está localizado, que é acoplada de uma maneira pivotável ao manípulo (6) por meio de um pino (60) (não mostrado) que passa pelo dito came (7) através de um orifício (73), sendo que o dito pino (60) é fixado em orifícios (65) dispostos no manípulo (6). Adicionalmente, o manípulo tem, na seção longitudinal (63), uma reentrância (631) configurada de modo que uma porção da seção superior (113) do cabo flexível (11) repouse e esteja alojada pelo menos parcialmente na dita reentrância (631). O propósito dessa reentrância (631) é que o cabo flexível (11) esteja completamente contido nas medições de um cartucho de mistura de monocontrole padrão, de modo que o mesmo possa ser usado em qualquer torneira de monocontrole comum no mercado.

[0051] Em seções anteriores foi mencionado que o cartucho de monocontrole inteligente (1) da presente invenção pode estar disposto em qualquer torneira do tipo monocontrole e operar como um cartucho de monocontrole mecânico comum no mercado; no entanto, o cartucho de monocontrole inteligente (1), conforme foi descrito acima, é preferencialmente concebido para ser incorporado em uma torneira de monocontrole inteligente que controla o fluxo de uma mistura de água quente e água gelada, de acordo com o que pode ser visto na Figura 10, sendo que a dita torneira compreende um corpo de torneira (não mostrado) que compreende uma extremidade de base (não mostrada), uma extremidade superior (não mostrada), uma projeção (não mostrada), em que uma extremidade de saída de água misturada é definida e um alojamento de cartucho (não mostrado), sendo que o cartucho de monocontrole (1) está disposto no alojamento de cartucho e é configurado para receber um fluxo de água gelada através do canal de água gelada (31) da base (3) e um fluxo de água quente através do canal de água quente (32) da base (3); um manípulo (100) disposto na extremidade superior do corpo de torneira e operativamente acoplado ao cartucho de monocontrole (1); e meios de fornecimento de eletricidade (não mostrados) configurados para alimentar os meios eletrônicos (10) e os meios de detecção de temperatura indireta (9) do cartucho de monocontrole (1).

[0052] Na Figura 10 se esclarece que o manípulo (100) é visto com um corte transversal ou corte parcial de modo a se ter capacidade de ver o acoplamento do dito manípulo (100) com o cartucho de monocontrole (1). Como pode ser visto na Figura 10 mencionada acima, o manípulo (100) compreende um alojamento (1001), em que um elemento de interface (1002) está disposto, sendo que o elemento de interface (1002) é eletromecanicamente conectado ao conector (13) que, como foi afirmado acima, está conectado ao cabo flexível (11) por meio da conexão com o elemento de conexão (12). Dessa forma, uma conexão elétrica e de dados é estabelecida através do cabo flexível (11) entre o módulo eletrônico (8) e o elemento de interface (1001).

[0053] Da mesma forma, o manípulo (100)

compreende um elemento de acoplamento (1003) que é configurado para acoplar o dito manípulo (100) à extremidade superior (72) do came (7) e para transmitir o movimento do manípulo (100) em direção ao came (7), como pode ser visto na Figura 10, em que, de maneira similar ao manípulo (100), o elemento de acoplamento (1003) é mostrado em uma vista em corte parcial. O movimento do manípulo (100) corresponde às ações normais de abrir, fechar e regular a temperatura da água misturada.

[0054] Os meios de fornecimento de eletricidade, que são preferencialmente conectados na extremidade (111A) da seção inferior (111) do cabo flexível, alimentam os meios eletrônicos (10), os meios de detecção de temperatura indireta (9) do cartucho de monocontrole (1) e também alimentam o elemento de interface (1002) através do cabo flexível (11). Em modalidades preferenciais, os meios de fornecimento de eletricidade compreendem um selecionado a partir de uma bateria, fornecimento a partir da rede elétrica normal, células fotovoltaicas e similares, ou combinações dos mesmos.

[0055] O elemento de interface (1002) compreende preferencialmente meios visuais que, de acordo com a aplicação particular de cada torneira, são selecionados a partir de LEDs, visor de LED, LCDs ou similares. Como deve ser descrito abaixo, o tipo de meios visuais da interface pode variar dependendo dos dados selecionados, de modo a serem informativamente mostrados através do elemento de interface (1002).

[0056] Quando o cartucho de monocontrole inteligente (1) é incorporado em uma torneira, tal como aquela descrita até agora, uma série de vantagens funcionais podem ser obtidas, tais como:

[0057] - Cálculo em tempo real da temperatura real detectada no canal de água misturada (33). Um processo de coleta de dados constante é realizado pelos meios de detecção de temperatura indireta (9). Esse processo é realizado através dos meios eletrônicos (10) que calculam, com o uso dos meios de processamento, a temperatura real da água misturada com base na detecção indireta de temperatura. Um sistema de filtragem eletrônico da medição de temperatura é adicionado nesse processo, devido ao fato de que a temperatura estável e final da água misturada não é instantânea, uma vez que um período de tempo para a homogeneização térmica é necessário quando a água quente e gelada é misturada no canal de água misturada (33). A temperatura real calculada da água é enviada ao elemento de interface (1002) através dos meios de comunicação dos meios eletrônicos (10). Dessa maneira, um usuário da torneira pode visualizar, seja através de um dígito ou um código colorido, a temperatura e ajustar a mesma com o manípulo (100) de acordo com suas preferências.

[0058] - Controle de posição do manípulo (100) da torneira (LIGADO/DESLIGADO). Essa função é obtida através do sinal elétrico enviado pela função de conexão/desconexão do contato elétrico flexível (55) e dos contatos elétricos do invólucro (261) (262). Quando o manípulo (100) é atuado, o mesmo move, através do came (7), a tampa móvel (5) que está envolvida na conexão/desconexão do contato elétrico flexível (55) e dos contatos elétricos do invólucro (261) (262). O sinal elétrico produzido pela dita conexão/desconexão é enviado aos meios eletrônicos (10) de modo que o processamento determine se há ou não passagem de água em direção ao exterior do cartucho (1) e, portanto, se a torneira está aberta ou fechada. O sinal de que a torneira está aberta ou fechada é enviado ao elemento de interface (1002) através dos meios de comunicação dos meios eletrônicos (10). Dessa maneira, um usuário da torneira pode visualizar, seja através de um dígito, um ícone ou um código colorido, o estado aberto da torneira.

[0059] A torneira pode ter funções adicionais ou preferenciais com relação ao controle e atuação dos processos, cenários, avisos e alarmes configurados, tais como:

[0060] - ECO/MEMO: os meios eletrônicos (10) podem ter um tempo de referência predefinido armazenado em um armazenamento temporário, ou em uma memória de leitura e gravação, em que um intervalo de tempo de uso que é definido como adequado para a torneira estar aberta é definido. Quando a torneira está aberta, os meios eletrônicos contam o tempo de uso da torneira. No caso em que o tempo de uso real da torneira excede o valor de tempo de referência predefinido, um sinal de indicação de uso excessivo é enviado através dos meios de comunicação dos meios eletrônicos (10) ao elemento de interface (1002). Dessa maneira, um usuário da torneira pode visualizar, seja através de um dígito, um ícone ou um código colorido, um aviso de uso excessivo ou alarme.

[0061] - Prevenção contra Legionella: Quando a torneira está fechada, o tempo que a torneira está fechada é contado nos meios eletrônicos (10). No caso em que a torneira permanece fechada por pelo menos 7 dias, os meios de processamento geram um sinal que é enviado ao elemento de interface (1002) através de meios de comunicação dos meios eletrônicos (10) que recomendam que a limpeza deve ser realizada para evitar Legionella. Esse aviso pode ser visualizado, seja através de um dígito, um ícone ou um código colorido, no elemento de interface (1002). O aviso pode estar temporariamente ativo ou fixo até que a limpeza preventiva seja realizada.

[0062] - Antiescaldamento: essa função busca determinar se a água misturada no canal de água misturada (33), liberada a partir da torneira, alcançou o valor que pode ser danoso ao usuário. Como foi definido acima, quando os meios de processamento dos meios eletrônicos (10) calcularam a temperatura real TR da água misturada, a mesma é, então, comparada com uma temperatura de referência TRef armazenada em uma memória interna dos meios de processamento. A temperatura de referência TRef corresponde à temperatura que pode escaldar a pele, isto é, a temperatura na qual a água quente pode queimar a pele do usuário, que, de acordo com padrões médicos, é acima de 50 ºC, isto é, quando esse valor de temperatura é alcançado há um alto risco de queimadura para o usuário. Portanto, o objetivo da comparação é detectar quando a temperatura da água misturada no canal de água misturada (33) está próxima, alcançou ou excedeu a temperatura de referência TRef que corresponde à temperatura de escaldamento, e gerar os dados correspondentes que são enviados ao elemento de interface (1002) através dos meios de comunicação dos meios eletrônicos (10). Dessa maneira, um usuário da torneira pode visualizar, seja através de um dígito ou um código colorido, a temperatura e ajustar a mesma com o manípulo (100), de modo que o usuário possa regular o fluxo de água gelada para reduzir a temperatura da água e colocar a mesma abaixo da temperatura de escaldamento.

[0063] Em uma primeira modalidade preferencial da torneira, o elemento de interface (1002) está disposto no manípulo (100) de uma torneira de monocontrole; no entanto, em outras modalidades, o elemento de interface está disposto em outras partes do corpo de torneira ou fora do corpo da torneira, porém, com capacidade para realizar todas as operações descritas na dita primeira modalidade preferencial, dado que a eletrônica do cartucho de monocontrole (1) é independente da posição da interface.

[0064] O cartucho de monocontrole inteligente (1) da presente invenção, que é incorporado em uma torneira, conforme foi descrito, pode fazer parte de um sistema de gerenciamento inteligente, tal como um sistema de automação doméstica, em que o elemento que faz parte do mesmo troca informações, de modo a gerenciar diferentes pontos de interesse, tais como a regulação da saída de água misturada em uma torneira. Nesse ponto, nota-se que, conforme foi mencionado nas páginas anteriores, pelo menos duas das rotas internas do cabo flexível (11) correspondem a um barramento de dados. Portanto, o dito cabo flexível (11) pode ser elétrica e mecanicamente conectado por meio de um conector (não mostrado), preferencialmente através da extremidade inferior (111A), de modo que o mesmo compartilhe bidirecionalmente os dados gerados e obtidos pelos meios eletrônicos com um sistema de gerenciamento de infraestrutura computadorizada, tal como um Sistema de Gerenciamento Predial, ou sistemas de gerenciamento domésticos, tais como sistemas de automação doméstica ou APPs. Dessa maneira, o sistema de gerenciamento de infraestrutura teria capacidade para saber o estado de cada torneira por meio de troca de dados através do barramento de dados do cartucho eletrônico instalado dentro da torneira. Dessa maneira, o sistema de gerenciamento de infraestrutura poderia pedir ações ao cartucho eletrônico enviando-se dados através do barramento de dados dos meios eletrônicos do cartucho eletrônico. Um exemplo disso seria que o sistema de gerenciamento de infraestrutura detecta um vazamento de água em um cano de fornecimento, e envia as informações aos cartuchos eletrônicos, de modo a visualizar no elemento de interface (1000) um alarme associado a esse evento. Adicionalmente, o cartucho de monocontrole inteligente (1), após detectar a temperatura escaldante, pode enviar um sinal a uma válvula solenoide que faz parte do sistema de gerenciamento de infraestrutura computadorizada, de modo que a válvula corte o fornecimento de água em direção à torneira dotada do cartucho que enviou o sinal de aviso.

[0065] A invenção foi suficientemente descrita, porém, uma pessoa versada na técnica deve observar que outras vantagens e operações podem ser obtidas e fazem parte da invenção reivindicada.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES

1. CARTUCHO DE MONOCONTROLE INTELIGENTE (1) PARA TORNEIRAS, que compreende: - um invólucro (2) que compreende uma extremidade longitudinal inferior (21) e uma extremidade longitudinal superior (22), e que aloja no mesmo: - uma base (3) acoplada na extremidade longitudinal inferior (21) do invólucro (2), sendo que a base (3) compreende pelo menos três perfurações que definem, respectivamente, um canal para água gelada (31), um canal para água quente (32) e um canal para água misturada (33); - um par de discos de cerâmica (4), em que o inferior é fixado (41) e o superior é móvel (42), localizados acima da base (3), em que o disco de cerâmica fixado inferior (41) é acoplado à base (3); - uma tampa móvel (5) disposta acima do par de discos de cerâmica (4), acoplada ao disco de cerâmica móvel superior (42) e configurada para se mover com relação ao invólucro (2), sendo que a tampa móvel (5) compreende um contato elétrico elástico (55); - um manípulo (6) disposto acima da tampa móvel (5) e acoplado com relação à extremidade longitudinal superior (22) do invólucro (2); - um came móvel (7) que é acoplado de uma maneira pivotável ao manípulo (6) e conectado operativamente à tampa móvel (5), e configurado para mover a dita tampa móvel (5); caracterizado por compreender - uma fenda (23) que se estende em uma direção longitudinal entre a extremidade longitudinal inferior (21) e a extremidade longitudinal superior (22) do invólucro (2), em que contatos elétricos do invólucro (261) (262) estão dispostos na fenda (23) na altura da tampa móvel (5), em que o contato elétrico elástico (55) do invólucro móvel (5) é configurado para ser colocado em contato com os contatos elétricos do invólucro (261) (262) por meio do movimento da tampa móvel (5) que gera um sinal elétrico da posição da tampa móvel (5) com base no contato entre os contatos elétricos do invólucro (261) (262) e o contato elétrico elástico (55); e - um cabo flexível (11) acoplado ao came móvel (7) e aos contatos elétricos do invólucro (261) (262), sendo que o cabo flexível (11) compreende uma pluralidade de rotas configuradas para o fornecimento de potência elétrica e comunicação de dados; em que a base (3) compreende uma extremidade inferior (34), uma extremidade superior (35) para se acoplar ao par de discos de cerâmica (4) e uma porção intermediária (36) em que uma reentrância (3R) é definida na qual um módulo eletrônico (8) é acoplado, que é configurado para alojar meios de detecção de temperatura indireta (9) configurados para detectar a temperatura no canal de água misturada (33) e para alojar meios eletrônicos (10), em comunicação de dados com os meios de detecção de temperatura indireta (9), que compreendem meios de conversão Analógico-Digital, meios de processamento configurados para calcular a temperatura real no canal de água misturada (33) com base em uma temperatura indireta detectada no canal de água misturada (33) e comparar a dita temperatura real com uma temperatura de referência predefinida, e meios de comunicação configurados para transmitir a temperatura real; em que o módulo eletrônico (8) é acoplado ao cabo flexível (11); e em que os meios de processamento do módulo eletrônico (8) também são configurados para identificar a posição da tampa móvel (5) com base no sinal elétrico enviado através do cabo flexível (11) para os meios eletrônicos (10) do módulo eletrônico (8).

2. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, na porção intermediária (36) da base (3), a perfuração do canal para água gelada (33) gerar, na reentrância (3R), uma parede de canal (3R1) para água misturada (33).

3. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo módulo eletrônico (8) compreender uma parede interna (8R1) configurada para ser colocada em contato operativo com a parede (3R1) do canal para água misturada (33).

4. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo módulo eletrônico (8) compreender uma cavidade interna (81) configurada para alojar os meios eletrônicos (10) e os meios de detecção de temperatura indireta (9), sendo que os meios de detecção indireta (9) estão dispostos na parede interna (8R1) do módulo eletrônico (8).

5. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo módulo eletrônico (8) compreender uma porta de conexão (82), sendo que a dita porta de conexão é configurada para conectar eletricamente os meios eletrônicos (10) ao cabo flexível (11) e estabelecer comunicação de dados entre os mesmos.

6. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela tampa móvel (5) compreender meios de prisão (53) configurados para acoplar a dita tampa móvel (5) ao disco superior móvel (42) do par de discos de cerâmica (4).

7. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo cabo flexível (11) compreender uma seção inferior (111), uma seção intermediária (112) e uma seção superior (113), sendo que há um meio para se conectar (111B) à porta de conexão (82) do módulo eletrônico (8) entre a seção inferior (111) e a seção intermediária (112), e em que há um meio para se conectar (112B) aos contatos elétricos do invólucro (261) (262) entre a seção intermediária (112) e a seção superior (113), e em que há um elemento de conexão (12) na seção superior (113) configurado para receber o cabo flexível (11) e para acoplar o dito cabo flexível (11) ao came (7).

8. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo came (7) ser acoplado de uma maneira pivotável ao manípulo (6) por meio de uma cavilha (60) que passa pelo dito came (7) através de um orifício (73), sendo que a dita cavilha (60) é fixada nos orifícios (61) dispostos no manípulo (6), sendo que o movimento pivotante do came (7) é configurado para mover a tampa móvel (5), que, por sua vez, gera um movimento relativo entre os contatos elétricos do invólucro (261) (262) e o contato elétrico elástico (55) da tampa móvel (5).

9. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo came compreender uma extremidade inferior (71) configurada para ser operativamente acoplada à tampa móvel (5) e uma extremidade superior (72) configurada para atuar o dito came (7), sendo que a dita extremidade superior (72) do came (7) compreende meios de acoplamento configurados para acoplar o elemento de conexão (12) que se conecta à extremidade superior (113B) do cabo flexível (11), sendo que o elemento de conexão (12) compreende um conector (13) eletricamente ligado ao cabo flexível (11).

10. CARTUCHO DE MONOCONTROLE (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo cabo flexível (11) compreender, na extremidade inferior, um elemento de conexão (14) que é configurado para receber o dito cabo flexível (11) e para acoplar eletromecanicamente o dito cabo flexível a um conector (15).

11. TORNEIRA DE MONOCONTROLE, caracterizada por compreender um cartucho de monocontrole inteligente (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

12. TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE, que controla o fluxo de uma mistura de água quente e água gelada caracterizada por compreender: - um corpo de torneira que compreende uma extremidade de base, uma extremidade superior, uma projeção na qual uma extremidade de saída de água misturada é definida e um alojamento de cartucho; - o cartucho de monocontrole inteligente (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, disposto no alojamento de cartucho e configurado para receber um fluxo de água gelada através do canal de água gelada (31) da base (3) e um fluxo de água quente através do canal de água quente (32) da base (3); - um manípulo (100) disposto na extremidade superior do corpo de torneira e operativamente acoplado ao cartucho de monocontrole (1), sendo que o manípulo (100) compreende:

- um alojamento (1001) em que um elemento de interface (1002) está disposto, sendo que o elemento de interface (1002) é eletromecanicamente conectado ao cabo flexível (11) por meio do conector (13) conectado ao elemento de conexão (12) do cartucho de monocontrole; - um elemento de acoplamento (1003) configurado para acoplar a extremidade superior (72) do came (7) do cartucho de monocontrole (1), sendo que o manípulo (100) é configurado para atuar o came (7); - meios de fornecimento de eletricidade configurados para fornecer energia aos meios eletrônicos (10), aos meios de detecção de temperatura indireta (9) do cartucho de monocontrole (1) e ao elemento de interface (1002).

13. TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelos meios de processamento serem configurados para calcular, com base na posição da tampa móvel (5), a posição do manípulo (100) e o tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo (100).

14. TORNEIRA DE MONOCONTROLE, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelos meios de comunicação através do cabo flexível (11) do cartucho transmitirem ao elemento de interface (1002) informações do cálculo da temperatura real no canal de água misturada (33), e/ou do cálculo da comparação entre a temperatura real calculada e a temperatura de referência predefinida, e/ou da posição do manípulo (100), e/ou do tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo (100), sendo que o elemento de interface (1002) é configurado para mostrar as informações recebidas no mesmo.

15. TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE, que controla o fluxo de uma mistura de água quente e água gelada caracterizada por compreender: - um corpo de torneira que compreende um alojamento de cartucho; - um corpo de saída de água misturada; - o cartucho de monocontrole inteligente (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, disposto no alojamento de cartucho e configurado para receber um fluxo de água gelada através do canal de água gelada (31) da base (3) e um fluxo de água quente através do canal de água quente (32) da base (3); - um manípulo operativamente acoplado ao cartucho e que compreende um elemento de acoplamento configurado para ser acoplado à extremidade superior (72) do came (7) do cartucho de monocontrole (1); - um elemento de interface em conexão eletromecânica e de dados com o cartucho de monocontrole (1); - meios de fornecimento de eletricidade configurados para fornecer energia aos meios eletrônicos (10), aos meios de detecção de temperatura indireta (9) do cartucho de monocontrole (1) e ao elemento de interface.

16. TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo elemento de interface estar disposto em uma posição ao longo do corpo de torneira, e/ou ao longo do corpo de saída de água misturada, e/ou em uma posição externa ao corpo de torneira e ao corpo de saída de água misturada, sendo que o elemento de interface compreende meios visuais.

17. TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizada pelo elemento de interface visual ser conectado eletromecanicamente ao e estar em conexão de dados com o cabo flexível (11) através do conector de um elemento de conexão inferior do cabo flexível (11) do cartucho de monocontrole.

18. TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizada pelos meios de processamento serem configurados para calcular, com base na posição da tampa móvel (5), a posição do manípulo e o tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo.

19. TORNEIRA DE MONOCONTROLE INTELIGENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizada pelos meios de comunicação através do cabo flexível (11) do cartucho de monocontrole (1) transmitirem ao elemento de interface informações do cálculo da temperatura real no canal de água misturada e/ou do cálculo da comparação entre a temperatura real calculada e a temperatura de referência predefinida, e/ou da posição do manípulo, e/ou do tempo de abertura e/ou fechamento do manípulo, sendo que o elemento de interface é configurado para mostrar as informações recebidas no mesmo.

20. SISTEMA DE ENTREGA DE GERENCIAMENTO INTELIGENTE DE ÁGUA QUENTE E ÁGUA GELADA MISTURADAS, caracterizado por compreender: - a torneira de monocontrole inteligente, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12, a 19, que deve ser abastecida por um cano de água quente e um cano de água gelada;

- uma válvula solenoide de fechamento que deve ser conectada aos canos de água quente e/ou aos canos de água gelada a montante com relação à torneira de monocontrole, sendo que a válvula solenoide é configurada para emitir um sinal de operação e receber um sinal de corte - um medidor de fluxo que deve estar disposto a jusante da válvula solenoide de corte e a montante da torneira, sendo que o medidor de fluxo é configurado para emitir um sinal de fluxo sendo que os meios de comunicação dos meios de comunicação do cartucho são configurados para receber um sinal de fluxo, receber um sinal de operação e transmitir um sinal de corte.