ITBO20080365A1 - Dispositivo di rilevamento delle perdite idrauliche - Google Patents

Description

Titolo: DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO DELLE PERDITE IDRAULICHE

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo di rilevamento delle perdite idrauliche

Oggigiorno, è diffusa l'installazione di varie tipologie di flussimetri nelle condutture di acquedotti e altri impianti di distribuzione idrica, allo scopo di monitorare la portata di fluido che percorre le tubazioni.

Con particolare riferimento agli acquedotti o ad analoghe reti idriche, il flussimetro, secondo differenti principi di funzionamento e tecniche di misurazione, è in grado di rilevare la portata d'acqua che attraversa la conduttura alla quale è associato, per definire il consumo delle utenze disposte a valle dello strumento.

Essendo quindi installati a tale scopo, i suddetti strumenti di misura sono dimensionati e tarati per il rilevamento di portate variabili all'interno di un range definito sulla base dei consumi previsti, che dipendono dalla natura e dal numero delle utenze disposte a valle della conduttura da monitorare. Tale soluzione realizzativa non è però scevra da inconvenienti.

Le reti di distribuzione idrica sono infatti soggette a malfunzionamenti, sia a causa del naturale processo di invecchiamento di tubazioni e impianti, che per effetto di guasti di varia natura.

Sovente tali malfunzionamenti provocano perdite idriche lungo le condotte di entità ridotta rispetto alle portate di consumo che normalmente interessano la condotta stessa, e per le quali, come già osservato, sono tarati gli strumenti di misura.

Ne deriva una scarsa accuratezza, se non una totale insensibilità, nel rilievo e nella misura di tali perdite, con molteplici conseguenze negative.

In primo luogo, a seguito del mancato rilevamento della perdita, il suo perdurare nel tempo è causa di un rilevante danno economico a carico degli utenti nonché fonte della potenziale insorgenza di danni alle abitazioni e agli altri edifici adiacenti, interessati dalla rete idrica danneggiata.

A ciò, si deve aggiungere che ormai l'acqua si configura sempre più come un bene non rinnovabile di primaria importanza, la cui disponibilità, soprattutto in alcune regioni, è quanto mai limitata; alla luce di queste valutazioni di tipo etico lo spreco di acqua associato a tali perdite risulta oltremodo intollerabile.

Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un dispositivo di rilevamento che consenta la corretta identificazione e misura delle perdite, anche di bassa entità, all'interno di un condotto.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento che assicuri un'elevata affidabilità di funzionamento.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di comune reperibilità in commercio.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento di costi contenuti e di sicura applicazione.

Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da un dispositivo di rilevamento delle perdite idrauliche, comprendente una bocca di entrata e una bocca di uscita e installabile lungo un condotto principale percorribile da un flusso di liquido, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un flussimetro di bypass, per la misura di portata lungo almeno un condotto di bypass disposto in parallelo a detto condotto principale, lungo detto condotto principale essendo previsti mezzi di intercettazione del flusso, per la sua deviazione verso detto condotto di bypass, detti mezzi di intercettazione essendo automaticamente disattivabili al superamento di un predefinito valore di differenza di pressione tra detta bocca di entrata e detta bocca di uscita.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo di rilevamento secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 illustra il dispositivo di rilevamento secondo il trovato sezionato assialmente con i mezzi di intercettazione disposti in una prima configurazione di funzionamento;

la figura 2 illustra il dispositivo di rilevamento secondo il trovato sezionato assialmente con i mezzi di intercettazione disposti in una seconda configurazione di funzionamento;

la figura 3 è una sezione della figura 1, eseguita lungo l'asse III-III. Con riferimento alle figure citate, il dispositivo di rilevamento secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una bocca di entrata A e una bocca di uscita B e può essere installato lungo un condotto principale 2, percorso da un flusso di liquido.

Secondo una applicazione preferita del dispositivo di rilevamento 1, alla quale si farà costante riferimento nel prosieguo, tale condotto principale 2 è parte di una rete idrica per la distribuzione di acqua, che costituisce quindi il sopracitato liquido, a una o più utenze costituite da edifici ad uso residenziale e/o commerciale.

Non si esclude comunque l'installazione del dispositivo di rilevamento 1 secondo il trovato in differenti tipologie di condotti principali 2, siano essi percorsi da flussi d'acqua o da flussi di altri liquidi; tali soluzioni realizzative rientrano dunque nell'ambito di protezione definito dalla presente trattazione.

Secondo il trovato, il dispositivo di rilevamento 1 comprende almeno un flussimetro di bypass 3, che è in grado di misurare la portata di acqua che percorre un condotto di bypass 4 (rappresentato sostanzialmente con una linea tratteggiata nelle figure 1 e 2 allegate) disposto in parallelo al condotto principale 2.

Lungo il condotto principale 2 sono previsti mezzi di intercettazione del flusso, per deviarlo verso il condotto di bypass 4; il superamento, da parte del flusso, di un predefinito valore di differenza di pressione fra la bocca di entrata A e la bocca di uscita B provoca la automatica disattivazione dei sopraddetti mezzi di intercettazione, consentendo così il passaggio del flusso lungo il condotto principale 2.

Di fatto, come sarà meglio illustrato in seguito, ne consegue che fino ad un predefinito valore di portata, il comportamento del dispositivo di rilevamento 1 (che si trova nella configurazione illustrata in figura 1) è tale da deviare il flusso al circuito di bypass 4, che adduce di nuovo al condotto principale 2 a valle del dispositivo 1 e della sua bocca di uscita B, dopo che il flussimetro di bypass 3 ha eseguito una misura della portata.

Al superamento del sopraddetto valore predefinito, i mezzi di intercettazione vengono automaticamente disattivati (con il dispositivo di rilevamento 1 che si porta nella configurazione illustrata in figura 2) e il flusso, o la sua quasi totalità, percorre il condotto principale 2 interessando solo in minima parte il condotto di bypass 4.

Lungo il condotto principale 2, a valle del dispositivo di rilevamento 1 è tipicamente previsto un flussimetro principale, realizzato secondo varie tipologie, in grado di misurare correttamente portate dell'ordine di grandezza di quelle previste sulla base delle utenze alle quali l'acqua è destinata.

Vantaggiosamente, il flussimetro di bypass 3 presenta sensibilità superiore alla sensibilità del flussimetro principale: il valore minimo di portata che può essere correttamente rilevato dal flussimetro di bypass 3 è cioè inferiore al valore minimo di portata correttamente rilevabile dal flussimetro principale.

Più particolarmente, la scelta del flussimetro di bypass 3 da installare può indirizzarsi verso uno strumento idoneo alla misura di portate di uno o più ordini di grandezza inferiori rispetto alle portate che transitano nel condotto principale 2 per soddisfare la richiesta delle utenze, e alla cui corretta misurazione è preposto il flussimetro principale.

In questo modo, il flussimetro di bypass 3 è in grado di rilevare e misurare con precisione e accuratezza le piccole o piccolissime portate eventualmente transitanti nel condotto principale 2 a seguito di un guasto, tali piccole portate infatti non sono in grado di disattivare i mezzi di intercettazione (avendo scelto opportunamente il valore predefinito atto alla loro disattivazione) e vengono quindi deviate lungo il condotto di bypass 4. Ciò permette di conseguire l'obiettivo prefissato e di ottenere un rilevamento accurato e preciso delle piccole portate generate da un guasto lungo la rete di distribuzione che coinvolge il condotto principale 2.

Secondo una prima possibile soluzione realizzativa, il flussimetro di bypass 3 è del tipo dei misuratori di velocità, a loro volta disponibili secondo vari principi di funzionamento.

Tali apparati sfruttano la nota relazione di costanza della portata per fornire una misura della portata attraverso una misura di velocità del fluido, essendo conosciuta la sezione di passaggio.

Secondo una soluzione realizzativa alternativa, il flussimetro di bypass 3 è del tipo dei misuratori diretti di portata; anche questa tipologia di apparati è realizzabile secondo vari principi di funzionamento, alcuni dei quali particolarmente indicati per la misura di bassi valori di portata.

Per esempio, tale flussimetro di bypass 3 potrebbe essere un misuratore volumetrico di portata del tipo a turbina, citato a solo scopo illustrativo e non limitativo dell'applicazione del trovato.

Opportunamente, i mezzi di intercettazione comprendono almeno una valvola 5, che è normalmente disposta in configurazione di chiusura del condotto principale 2. La valvola 5 è mobile automaticamente dalla configurazione di chiusura ad una configurazione di apertura del condotto principale 2 al superamento, da parte del flusso, del predefinito valore di differenza di pressione tra la bocca di entrata A e la bocca di uscita B (e viceversa).

In particolare, la valvola 5 comprende un otturatore 6, che è normalmente disposto in chiusura di una luce di passaggio 7, per il flusso di liquido, definita lungo il condotto principale 2.

L'otturatore 6 è mobile automaticamente al superamento, da parte del flusso, del predefinito valore di differenza di pressione tra la bocca di entrata A e la bocca di uscita B, per provocare l'apertura della luce di passaggio 7; il passaggio attraverso la luce 7 è consentito fintanto che il valore di differenza di pressione si mantiene superiore al valore predefinito, qualora si abbia successivamente una riduzione sotto a tale soglia, l'otturatore 6 richiude la luce di passaggio 7 deviando il flusso verso il condotto di bypass 4.

Più particolarmente, secondo una possibile soluzione realizzativa, la valvola 5 comprende una molla 8 che agisce sull'otturatore 6: nella configurazione di chiusura l'otturatore 6 è così elasticamente forzato in chiusura della luce di passaggio 7 (ed è quindi disposto come in figura 1).

Viceversa, una pressione in corrispondenza della bocca di entrata A superiore alla pressione in corrispondenza della bocca di uscita B per almeno il predefinito valore sopracitato, è in grado di vincere la reazione elastica della molla 8, che viene compressa, e di provocare così la movimentazione dell'otturatore 6 e l'apertura della luce di passaggio 7 (e l'otturatore 6 si porta nella disposizione di figura 2).

Per consentire la chiusura della luce di passaggio 7, l'otturatore 6, che presenta forma sostanzialmente assialsimmetrica, comprende un ingrossamento 9, anularmente definito lungo la sua superficie esterna; all'atto del passaggio dalla configurazione di chiusura a quella di apertura, l'otturatore 6 trasla verso la bocca di entrata A e l'ingrossamento 9 riscontra sulla luce di passaggio 7, chiudendola.

Al fine di garantire una corretta movimentazione dell'otturatore 6, quest'ultimo è cavo internamente a definire una sede 10 idonea all'alloggiamento di uno stelo di guida 11 fisso. Il bloccaggio, e il centraggio, dello stelo di guida 11 è assicurato da una boccola 12, che è calettata su una porzione terminale 11a dello stelo di guida 11 e che si accoppia a sua volta in modo rigido con le superfici interne del condotto principale 2, sostanzialmente in corrispondenza della bocca di entrata A. La molla 8 è quindi avvolta attorno allo stelo di guida 11, sostanzialmente da parte opposta rispetto alla boccola 12, ed è fissata, in corrispondenza di una sua prima estremità 8a, ad un cannotto 13 che è solidalmente montato sullo stelo 11 in modo coassiale.

L'azione elastica della molla 8 sull'otturatore 6 si esercita attraverso una sua seconda estremità 8b, opposta alla prima, che riscontra su uno spallamento 14 definito lungo le pareti interne della sede 10; per effetto della azione della molla 8, l'otturatore 6 può così scorrere lungo le pareti esterne del cannotto 13 e dello stelo di guida 11, fino a chiudere la luce 7.

Secondo una differente soluzione realizzativa, il dispositivo di rilevamento 1 comprende un primo trasduttore di pressione e un secondo trasduttore di pressione, in grado di rilevare il valore di pressione lungo il condotto principale 2 in corrispondenza rispettivamente della bocca di entrata A e della bocca di uscita B.

Il primo trasduttore di pressione e il secondo trasduttore di pressione sono operativamente associati ad una unità di controllo e gestione, in grado quindi di prelevare i loro segnali di output e di pilotare, sulla base di questi, un attuatore idoneo alla movimentazione dell'otturatore 6, per il passaggio dalla configurazione di chiusura alla configurazione di apertura al superamento del predefinito valore di differenza di pressione, e viceversa. Il funzionamento del dispositivo di rilevamento secondo il trovato è il seguente.

In assenza di consumo di acqua da parte delle utenze connesse al condotto principale 2, l'eventuale differenza di pressione fra bocca di entrata A e bocca di uscita B non è in grado di vincere la reazione elastica della molla 8, che quindi forza elasticamente l'otturatore 6 sulla luce di passaggio 7, chiudendo il condotto principale 2 stesso.

Al momento della richiesta di acqua, la differenza di pressione aumenta fino ad un valore superiore al valore predefinito e provoca lo scorrimento dell'otturatore 6 e la conseguente apertura della luce di passaggio 7: l'acqua può così fluire lungo il condotto principale 2 (eventualmente una minima parte potrà anche percorrere il condotto di bypass 4, che presenta sezione molto minore) e il relativo valore di portata può essere misurato dal flussimetro principale disposto a valle del dispositivo di rilevamento 1 secondo il trovato.

Qualora invece la differenza di pressione fra bocca di entrata A e bocca di uscita B sia dovuta ad un deterioramento o ad un guasto della rete idrica interessata dal condotto principale 2 e sia di valore inferiore a quello necessario per l'apertura della luce 7, l'eventuale flusso d'acqua comunque generato da tale malfunzionamento è indirizzato verso il condotto di bypass 4.

Tale flusso d'acqua presenterà quindi portata di entità ridotta, idonea alla rilevazione mediante il flussimetro di bypass 3 (disposto lungo il condotto di bypass 4) scelto appunto del tipo adeguato alla misurazione delle piccole portate, diversamente dal flussimetro principale, che ha il compito di monitorare le portate associate ai consumi delle utenze nelle normali condizioni di utilizzo.

Si è in pratica constatato come il dispositivo di rilevamento secondo il trovato, assolva pienamente il compito prefissato, in quanto, il ricorso ai mezzi di intercettazione disposti lungo il condotto principale consente di deviare il flusso verso il condotto di bypass, lungo il quale il flussimetro di bypass è in grado di individuare e misurare correttamente il valore di portata.

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.

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (10)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo di rilevamento delle perdite idrauliche, comprendente una bocca di entrata (A) e una bocca di uscita (B) e installabile lungo un condotto principale (2) percorribile da un flusso di liquido, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un flussimetro di bypass (3), per la misura di portata lungo almeno un condotto di bypass (4) disposto in parallelo a detto condotto principale (2), lungo detto condotto principale (2) essendo previsti mezzi di intercettazione del flusso, per la sua deviazione verso detto condotto di bypass (4), detti mezzi di intercettazione essendo automaticamente disattivabili al superamento di un predefinito valore di differenza di pressione tra detta bocca di entrata (A) e detta bocca di uscita (B).
2. 2. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto flussimetro di bypass (3) presenta sensibilità superiore alla sensibilità di un flussimetro principale, disposto a valle di detto dispositivo di rilevamento (1), per la misura di portata lungo detto condotto principale (2), il minimo valore di portata correttamente rilevabile da detto flussimetro di bypass (3) essendo inferiore al minimo valore di portata correttamente rilevabile dal flussimetro principale.
3. 3. Dispositivo di rilevamento, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto flussimetro di bypass (3) è del tipo dei misuratori di velocità.
4. 4. Dispositivo di rilevamento, secondo le rivendicazioni 1 e 2 e in alternativa alla 3, caratterizzato dal fatto che detto flussimetro di bypass (3) è del tipo dei misuratori diretti di portata.
5. 5. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto misuratore diretto di portata è un misuratore volumetrico del tipo a turbina.
6. 6. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di intercettazione comprendono almeno una valvola (5), normalmente disposta in configurazione di chiusura di detto condotto principale (2), detta valvola (5) essendo mobile automaticamente da detta configurazione di chiusura ad una configurazione di apertura del condotto principale (2) al superamento del predefinito valore di differenza di pressione tra detta bocca di entrata (A) e detta bocca di uscita (B), e viceversa.
7. 7. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta valvola (5) comprende un otturatore (6) normalmente disposto a chiusura di una luce di passaggio (7), per il flusso di liquido, definita lungo detto condotto principale (2), detto otturatore (6) essendo mobile automaticamente, per l'apertura di detta luce (7), al superamento del predefinito valore di differenza di pressione tra detta bocca di entrata (A) e detta bocca di uscita (B), e viceversa.
8. 8. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta valvola (5) comprende una molla (8) agente su detto otturatore (6), in detta configurazione di chiusura detto otturatore (6) essendo forzato elasticamente in chiusura di detta luce di passaggio (7), una pressione in corrispondenza di detta bocca di entrata (A) superiore alla pressione in corrispondenza di detta bocca di uscita (B) per almeno il predefinito valore di differenza di pressione essendo atto a vincere la reazione elastica di detta molla (8) per provocare la movimentazione di detto otturatore (6) e l'apertura di detta luce di passaggio (7), e viceversa.
9. 9. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto otturatore (6) presenta forma sostanzialmente assialsimmetrica ed è cavo internamente a definire una sede (10) per l'alloggiamento di uno stelo di guida (11) fisso, detta molla (8) avvolgendosi attorno a detto stelo (11) ed essendo fissata in corrispondenza di una sua prima estremità (8a) ad un cannotto (13) solidalmente e coassialmente montato su detto stelo (11), una seconda estremità (8b) di detta molla (8) riscontrando elasticamente su uno spallamento (14) definito lungo le pareti interne di detta sede (10).
10. 10. Dispositivo di rilevamento, secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7 e in alternativa alla 8, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo trasduttore di pressione e un secondo trasduttore di pressione, per il rilievo del valore di pressione rispettivamente in detta bocca di entrata (A) e in detta bocca di uscita (B), detto primo trasduttore di pressione e detto secondo trasduttore di pressione essendo operativamente associati ad una unità di controllo e gestione di un attuatore idoneo alla movimentazione di detto otturatore (6), per il passaggio da detta configurazione di chiusura a detta configurazione di apertura al superamento del predefinito valore di differenza di pressione, e viceversa.