ITMI20061665A1 - Valvola multifunzione,monoblocco per l'alimentazione e il controllo di un fluido ad utenze quali dispositivi di riscaldamento e simili - Google Patents
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Description
Ί Doti. lng. Paolo Stucovitz
DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale di: VVATTS INDUSTRIES ITALIA S.r.l., di nazionalità italiana, con sede in Bolzano, Via Della Mostra
Inventori designati: FERRETTI Umberto
Depositata il: 31 / 08 / 2006 N° Dom.
o H A 0 0 1 6 6 5 Forma oggetto del presente trovato una valvola multif unzione, monoblocco per la distribuzione e il controllo di acqua ad utenze varie.
E' nota, nel settore del riscaldamento, la necessità tecnica della diffusione di acqua calda/fredda per alimentare gli elementi di riscaldamento e/o sanitari, nonché della contabilizzazione del consumo di acqua calda/fredda
che avviene in corrispondenza dei singoli utenti ad esempio dì un condomìnio.
E' anche noto che, a tale scopo, sono stati predisposti dei moduli pre-montati comprendenti almeno un ramo riscaldamento per regolare e misurare il calore consumato dall'utenza riscaldamento e realizzato con: una valvola a tre
vie per regolare, mediante il comando dato dal termostato ambiente, la portata all'utenza;
3 Dott.Ing.Paolo Stucovitz
un valvola di by-pass regolabile per ottenere un ricircolo a monte quando la via principale della valvola a tre vie è chiusa;
una valvola di bilanciamento per regolare la portata massima che il ramo utilizza;
un contatore per misurare la portata utilizzata (montato sul ritorno del flusso);
un contacalorie con due sonde di temperatura (una nel contatore e una nel raccordo ingresso utenza) per calcolare con il dato della portata le calorie consumate dall'utenza;
un filtro a monte del contatore per proteggere sia il contatore che la valvola da eventuale sporco; valvole di intercettazione a sfera a monte e a valle .
Tali circuiti dì controllo richiedono l'impiego di numerosi componenti quali valvole speciali di miscelazione e bilanciamento, un elevato numero di componenti di assemblaggio relativo quali tubi, raccordi e simili di tipo standard, oppure appositamente modificati e opportunamente collegati per determinare l'effetto tecnico desiderato.
Seppure funzionali detti circuiti obbligano pertanto a onerose operazioni di predisposizione, assemblaggio, regolazione, che risultano
4 Dott.lng.Paolo Stucuvitz
difficol tose dal punto di vista tecnico, obbligando ad aumentare i controlli preventivi, risultando, conseguentemente, costose dal punto di vista economico ,
Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare una valvola multifunzione particolarmente adatta ad essere interposta tra le colonne di mandata/ritorno dell'acqua di caldaia e i circuiti dì alimentazione di utenze di riscaldamento e/o sanitari per consentire la regolazione automatica della portata e della temperatura dell'acqua che circola all'interno delle stesse, nonché la contabilizzazione del consumo effettivo da parte delle utenze.
Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale valvola sia di contenuti ingombri, di facile ed economica produzione ed assemblaggio e applicabile in loco in tutte le condizioni senza necessità di eccessivi adattamenti, riducendo in tal modo gli oneri di predisposizione del circuito di distribuzione e/o contabilizzazione nel suo complesso.
Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da una valvola multifunzione, monoblocco secondo le caratteristiche di rivendicazione 1.
5 Dott.Iug.I'aolo Stucovitz
Forma ulteriore oggetto del presente trovato un circuito idraulico di distribuzione di acqua calda ad utenze con contabilizzazione del consumeo effettivo dotato di valvola multif unzione , monoblocco secondo le caratteristiche di rivendicazione ??
Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell'oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra;
in figura 1 : una vista frontale della valvola monoblocco, multi funzione secondo il presente trovato,*
in figura 2 una vista dal lato utenza della valvola di fig.l;
in figura 3 : una sezione schematica secondo il piano di traccia III-III di fig.2; in figura 4 un ingrandimento parziale della sezione di fig, 3 con valvola in condizioni di normale funzionamento con ricircolo del fluido caldo/freddo alle utenze;
in figura 5 un ingrandimento parziale della sezione di fig. 3 con valvola in
6 Dott.Ing.Paolo Stucovitz
condizioni di chiusura e ricircolo del fluido caldo a monte della mandata alle utenze;
in figura 6 : una sezione schematica secondo il piano di traccia VI-VI di fig.l; in figura 7 : una sezione schematica secondo il piano di traccia VII-VII di fig.l e in figura 8 -, uno schema funzionale di un circuito con valvola secondo il presente trovato per l'alimentazione di utenze di riscaldamento.
Come illustrato nelle figg da 1 a 4 e assunti per sola comodità di descrizione tre assi dì riferimento rispettivamente longitudinale X-X, trasversale Y-Y e verticale Z-Z e un orientamento da monte verso valle nel senso del flusso di fluido dall'ingresso dell'acqua calda C, all'uscita della stessa verso le utenze U, una valvola multifunzione secondo il presente trovato comprende un corpo 100 monoblocco, al cui interno sono formati;
+) un ramo di mandata RM del fluido caldo C proveniente dalla caldaia CT, il quale, procedendo da monte verso valle, è sostanzialmente formato da:
una luce dì ingresso 101 disposta nella faccia di monte 100a per l'ingresso dell'acqua
7 Doit.lng.Paolo Stucovìtz
calda C che proviene dalle colonne di mandata dell'acqua di caldaia;
- una camera 110 di filtraggio, sostanzialmente estesa in direzione longitudinale X-X e terminante con una sede anulare 111 atta all'alloggiamento di un filtro 1000 e aperta verso l'esterno tramite una luce 112 sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia inferiore lOOe del corpo valvola e chiudibiie/aprìbile tramite un relativo tappo 113;
una camera 120 di by-pass aperta verso l'esterno tramite una luce 121 sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia inferiore lOOe del corpo valvola e atta all'alloggiamento di una valvola 2000 di by-pass dotata di un otturatore 2001 atto ad entrare in battuta con la sede 122a di una prima estremità di un condotto verticale 122 atto a porre in comunicazione il ramo di mandata RM con il ramo di ritorno RR (descritto in dettaglio nel seguito) della valvola;
una camera 130 di misurazione della temperatura, aperta verso l'esterno tramite una luce 131 sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia inferiore lOOe del corpo valvola e atta all'alloggiamento di una sonda 3000 di rilevazione della temperatura dell'acqua per l'invìo di un
8 Dott.Ing.Paolo Stucovitz
corrispondente segnale elettrico ad una centralina di controllo 5000;
- una luce di uscita 102 disposta nella faccia di valle 100b per l'alimentazione dell'acqua calda C alle utenze U;
+) un ramo di ritorno RR del fluido freddo F proveniente dalle utenze U, il quale, procedendo da valle verso monte, è sostanzialmente formato da;
una luce dì ingresso 201 disposta nella faccia di valle 10Gb del corpo valvola per l'ingresso dell'acqua fredda F;
una camera 210 di intercettazione, sostanzialmente estesa in direzione verticale Z-Z e aperta verso l'esterno tramite una luce 212 sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia superiore lOOd e atta all'alloggiamento di una valvola di intercettazione 4000 apribile/chiudibile tramite un otturatore 4001 azionato in traslazione nei due sensi della direzione verticale Z-Z da un relativo attuatore 4100, a sua volta comandato dalla centralina di controllo 5000; detta camera di intercettazione 210 è inoltre collegata, tramite la seconda estremità del detto condotto verticale 122 della camera 120 dì by-pass, al ramo di mandata RM
9 Dott.Ing. Paolo Stucovìtz
per il ricircolo del fluido come risulterà meglio evidente nel seguito;
- una camera 220 di bilanciamento aperta verso l'esterno tramite una luce 221 sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia superiore lOOd del corpo valvola e atta all'alloggiamento di una valvola 6000 di bilanciamento dotata di un otturatore 6001 sostanzialmente cilindrico, esteso nella direzione verticale Z~Z e mobile nei due sensi della detta direzione per consentire una maggiore/minore portata del fluido freddo di ritorno al fine di determinare la necessaria portata di fluido caldo alimentabile alle utenze;
- una luce di uscita 202 disposta nella faccia di monte 100a per il ritorno del fluido freddo alla caldaia CT;
Più in dettaglio:
il filtro 1000 (fig, 3 e 7) è costituito da un vaglio sostanzialmente cilindrico il cui bordo anulare 1001 prevede due incassi 1002 radiali atti ad entrare in contatto con due corrispondenti denti 114 sporgenti radialmente verso l'interno della sede anulare 111 per fare da guida al filtro ed evitare la rotazione relativa tra lo stesso e il corpo valvola al fine dì mantenerlo orientato
10 Dott.Ing. Paolo Stucovitz
trasversalmente rispetto al flusso ed evitare che si possa posizionare non in sede al montaggio o durante l'eventuale smontaggio per manutenzione; secondo una forma preferita di attuazione si prevede inoltre che il filtro 1000 presenti un risalto 1003 sporgente radialmente verso l'esterno ed atto a posizionarsi all'interno dì una corrispondente sede 113a del tappo 113.
la valvola di by-pass 2000 è di tipo manuale e comprende un volantino 2002 di comando dell'otturatore 2001 atto a consentire la taratura iniziale della portata massima di ricircolo, impostabile tramite indici {non illustrati) impressi sul volantino stesso e corrispondenti a prefìssati valori del rapporto portata/ricircolo; l'otturatore 2001 del by-pass è inoltre coassiale e solidale all'otturatore di una valvola di intercettazione (descritta nel seguito) del ramo di ritorno RR della valvola monoblocco in modo che i due otturatori possano essere azionati contemporaneamente nella direzione Z-Z dall'attuatone 4100 della valvola di intercettazione 4000;
la valvola di intercettazione 4000 comprende un otturatore 4001 spinto verso la luce di
11 Dott.lng.Paolo Stucovitz
intercettazione 210a del ramo di ritorno RR da una molla 4002 coassialmente disposta sull'otturatore stesso in modo da mantenere il ramo di ritorno RR, e quindi l'intera valvola monocorpo, normalmente chiusa; l'otturatore 4002 è tuttavia collegato anche all'albero 4101 azionato dall'attuatore 4100 che su comando della centralina dì controllo 5000 aziona in apertura la valvola di intercettazione per consentire il flusso del fluido freddo F sul ramo di ritorno RR e quindi l'alimentazione del fluido caldo C sul ramo di mandata; al raggiungimento della programmata temperatura alle utenze il sensore 3000 invierà un segnale di raggiunta temperatura alla centralina 5000 che a sua volta azionerà in chiusura la valvola di intercettazione; a causa del vincolo dei due otturatori rispettivamente di by-pass e di intercettazione del ramo di ritorno all'albero dell'attuatore 4100, quando quest'ultimo spinge nella direzione Z-Z verso il ramo di mandata si apre il condotto di ritorno e si chiude il circuito di by-pass; quando invece 1'attuatore non è attivato, l'otturatore della valvola di intercettazione si chiude spinto dalla molla e quello di by-pass si apre mantenendo aperta una
12 Doti, In g. Paolo Stucovìtz
luce la cui sezione è determinata dalla precedente regolazione sul volantino;
- } l'otturatore 6001 della valvola di bilanciamento 6000 {f igg, 3 e 7) è realizzato tramite un corpo cilindrico cavo dotato di due alette 6002 sporgenti verso l'esterno e atte ad impegnarsi in corrispondenti cave 222 atte ad impedire la rotazione dell'otturatore che, azionato tramite una vite senza fine, può solamente traslare nei due sensi della direzione verticale Z-Z.
Grazie alla simmetricità rispetto all'asse longitudinale X-X della sua attuazione, sarà anche possibile, installare la valvola con verso destro/sinistro, semplicemente ruotando la stessa di 180° al momento del suo inserimento nel circuito di controllo.
In fig.8 è illustrato un circuito idraulico di alimentazione e controllo dell'acqua calda, fornita ad utenze quali radiatori di riscaldamento, comprendente anche mezzi di contabilizzazione dell'energia consumata e ottimizzato tramite una valvola mul tifunzione monoblocco secondo il presente trovato collegata tramite le luci 101 e 202 del lato di monte a valvole a sfera 1 e 5 a loro volta collegate alle colonne di mandata e
13 Dottdng. Paolo Stucovìtz
ritorno dell'acqua dalla/alla caldaia e tramite le luci 102 e 201 del lato di valle ad altre valvole a sfera 2 e 3 a loro volta collegate alle tubazioni di mandata/ritorno delle utenze U; sul ramo di ritorno RR è inoltre inserito uno strumento 4 di misura della portata del flusso collegato all'ingresso 201 del ramo di ritorno RR della valvola secondo il trovato.
Con la struttura descrìtta il funzionamento della valvola monoblocco, multifunzione secondo il presente trovato si svolge come segue:
dopo aver collegato il modulo con valvola multifunzione all'impianto si eseguono le seguenti operazioni di start-up per il ramo di riscaldamento :
si aprono le quattro valvole a sfera 1,2,3,5 di intercettazione ;
si dispone l'attuatore 4100 della valvola di intercettazione in posizione ON per aprire il ramo di ritorno RR della valvola stessa;
quando la valvola di intercettazione apre il condotto dì ritorno automaticamente chiude la via di by-pass essendo i due rispettivi otturatori solidali sull'albero della valvola
14 Dott.Ing.Paolo Stucoviiz
si chiude la valvola 2000 di by-pass per essere sicuri di chiudere completamente il by-pass stesso;
si regola, tramite la valvola di bilanciamento 6000, la portata massima desiderata all'utenza, leggendo direttamente il valore sul contatore; a titolo di esempio per un impianto di medie dimensioni si hanno valori medi di portata di 900 litri/ora;
si dispone l'attuatore 4100 la valvola di intercettazione 4000 in stato OFF per chiudere il ramo di ritorno RR della valvola tramite l'azione di spinta della molla 4002 sull'otturatore 4001;
quando la valvola di intercettazione chiude il ramo di ritorno automaticamente apre il condotto verticale 122 di by-pass;
si regola, tramite la valvola 2000 dì by-pass la portata desiderata di ricircolo: ad esempio il 40% della portata ramo dì ritorno RR ovvero, nell'esempio dì portata sopra citato, 600 litri/ora; il valore viene impostato seguendo gli indici del volantino, utilizzando la tabella indici/portata ;
dopo avere eseguito le operazioni sopra descritte sì deve bloccare la posizione dei due volantini di comando della valvola di bilanciamento
15 Dott.Ing.PaoJo Stucovitz
e della valvola di by-pass per evitare accidentali variazioni delle tarature predisposte; nell'esempio d attuazione descritto il volantino della valvola di bilanciamento viene bloccato avvitando a fondo la vite di testa per aumentare la frizione sulle parti mobili interne; il volantino della valvola di by-pass viene invece rimosso e riposizìonato facendo riferimento ad un dente di un componente interno; in entrambi ì casi non deve essere variata la posizione angolare dei rispettivi alberi per non perdere la posizione di taratura effettuata.
Si prevede inoltre che la periodica pulizia del filtro avvenga secondo la seguente procedura:
si chiudono le quattro valvole a sfera di intercettazione
si svita il tappo 113 del filtro 1000 raccogliendo l'acqua che esce con lo sporco dell 'impianto;
si sfila eventualmente il filtro e lo si pulisce ;
si rimonta il filtro che si inserisce nel corpo seguendo tramite i due incassi 1002 radiali i corrispondenti denti 112 sporgenti radialmente verso l'interno della sede anulare 111, e centrando il filtro nella sede 113a ricavata nel tappo 113;
16 Dotti ng.Paolo Stucovitz
si richiude il tappo con una chiave di manovra chiave .
Risulta pertanto come la valvola multifunzione con corpo monoblocco secondo il trovato per il controllo dell'alimentazione di utenze quali radiatori di riscaldamento e/o di acqua sanitaria, consenta dì ridurre ingombri e costi di installazione e di realizzare con grande facilità ed economia dì componenti circuiti idraulici complessi atti alla contabilizzazione dei consumi ; detti circuiti risultano pertanto molto compatti, pre-assemblabili e di ridotti ingombri.
Numerose varianti potranno essere introdotte nella realizzazione pratica delle varie parti componenti la valvola e negli orientamenti esemplificativamente indicati nella sopra riportata descrizione, senza alterare il significato funzionale dell'assieme e uscire dall'ambito di protezione definito dalle rivendicazioni che seguono .
Claims (1)
17 Dótt.lng. Paolo Stucovitz
RIVENDICAZIONI
1. Valvola multif unzione , monoblocco per l'alimentazione e il controllo dell'acqua calda (C) alimentata ad utenze (U) comprendente un corpo (100) al cui interno sono realizzati:
+) un ramo di mandata (RM) del fluido caldo (C) proveniente dalla caldaia ( CT) , sostanzialmente formato da:
- una luce di ingresso (101) disposta nella faccia di monte (100a) per l'ingresso dell'acqua calda (C) e una luce di uscita (102) disposta nella faccia di valle (100b) per l'uscita dell'acqua calda (C) verso le utenze (U) ;
+) un ramo di ritorno (RR) del fluido freddo (F) proveniente dalle utenze (U), sostanzialmente formato da:
- una luce di ingresso (201) disposta nella faccia di valle (100b) del corpo valvola per l'ingresso dell'acqua fredda (P) ;
una luce di uscita (202) disposta nella faccia di monte (100a) per il ritorno del fluido freddo alla caldaia (CT);
caratterizzata dal fatto che
detto ramo di mandata (RM) comprende almeno
18 Dotti ng.Paolo Stncovitz
una camera (110) di filtraggio, sostanzialmente estesa in direzione longitudinale (X-X) e terminante con una sede anulare (111) per l'alloggiamento di un filtro (1000) e aperta verso l'esterno tramite una luce (112) sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia inferiore (lOOe) del corpo valvola e chiudibile/apribile tramite un relativo tappo (113);
una camera (120) di by-pass aperta verso l'esterno tramite una luce (121) sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia inferiore (lOOe) del corpo valvola e atta all'alloggiamento di una valvola (2000) di by-pass dotata di un otturatore (2001) atto ad entrare in battuta con la sede (122a) di una prima estremità di un condotto verticale (122) atto a porre in comunicazione il ramo di mandata (RM) con il ramo di ritorno (RR) della valvola;
- una camera (130) di misura della temperatura aperta verso l'esterno tramite una luce (131) sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia inferiore (lOOe) del corpo valvola e atta all'alloggiamento di una sonda (3000) di rilevazione della temperatura dell'acqua e di emissione di un corrispondente segnale elettrico;
19 Dott.Ing.Paolo Sfucovitz
e dal fatto che
detto ramo di ritorno comprende almeno
una camera (210) di intercettazione, del fluido freddo (F) del ramo di ritorno (RR) sostanzialmente estesa in direzione verticale (Z-Z) e aperta verso l'esterno tramite una luce (212) sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia superiore (lOOd) e atta all'alloggiamento di una valvola di intercettazione (4000) dotata di un otturatore (4001) apribile/chiudibile tramite un relativo attuatone (4100) controllato dalla centralina di controllo (5000); detta camera di intercettazione (210) essendo collegata al ramo di mandata (RM) tramite detto condotto verticale (122) della camera (120) dì by-pass per il ricircolo del fluido;
una camera (220) di bilanciamento aperta verso l'esterno tramite una luce (221) sostanzialmente verticale realizzata sulla faccia superiore (lOOd) del corpo valvola e atta all'alloggiamento di una valvola (6000) di bilanciamento dotata di un otturatore (6001) atto a determinare una maggiore/minore portata del fluido freddo di ritorno.
20 Dott.Ing.Paolo Stucovitz
2 . Valvola multifunzione secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto filtro (1000) è costituito da un vaglio sostanzialmente cilìndrico, 3. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che il bordo anulare (1001) del filtro (1000) prevede due incassi (1002) radiali atti ad entrare in contatto con due corrispondenti denti (112) sporgenti radialmente verso l'interno della sede anulare (111).
4. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che il bordo anulare (1001) del filtro (1000) comprende almeno un risalto (1003) sporgente radialmente verso l'esterno ed atto a posizionarsi all'interno di una corrispondente sede (113a) del tappo (113),
5. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che la valvola di intercettazione (4000) comprende una molla (4002) coassialmente disposta sull'otturatore (4001) e atta a mantenere lo stesso spinto contro la luce di intercettazione (210a) del ramo di ritorno (RR). 6. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che è normalmente chiusa, 7. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che l'otturatore (4001) è
21 Dott.Ing.Paolo Stucovitz
collegato all'albero (4101) dell'attuatore (4100) che agisce in spinta sull'otturatore su comando della centralina di controllo (5000) e contro la reazione di detta molla (4002)
8. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che l'otturatore (2001) della valvola (2000) di by-pass è collegato all'otturatore (4001) della valvola (4000) di intercettazione del ramo di ritorno (RR) .
9. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che la valvola (2000) di by-pass è normalmente aperta.
10. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che l'otturatore (6001) della valvola di bilanciamento (6000) è realizzato tramite un corpo cilindrico cavo.
11. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che detto otturatore (6001) presenta due alette (6002) sporgenti verso l'esterno e atte ad impegnarsi in corrispondenti cave (222) del corpo valvola.
12. Valvola multifunzione secondo rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che detto otturatore (6001) è azionato in traslazione nei due sensi
22 Dottili g. Paolo Stucovitz
della direzione verticale (Z-Z) tramite una vite senza fine.
13 . Valvola multifunzione secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che è simmetrica rispetto all'asse longitudinale (X-X) .
14 . Circuito idraulico di alimentazione di acqua a utenze (U) caratterizzato dal fatto che comprende almeno una valvola multifunzione , monoblocco secondo rivendicazione 1 collegata tramite le luci dì mandata (101) e ritorno (102) del lato di monte alle colonne di mandata e ritorno dell'acqua dalla/alla caldaia e tramite le luci di mandata (102) e di ritorno (201) del lato di valle alle tubazioni di mandata/ritorno alle/dalle utenze.
15. Circuito idraulico secondo rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che comprende valvole a sfera (1,5) interposte tra le rispettive luci (101,202) del lato di monte e le colonne di mandata e ritorno dell'acqua dalla/alla caldaia (CT) e valvole a sfera (2,3) interposte tra le rispettive luci (102,201) del lato di valle e le tubazioni di mandata/ritorno delle utenze (U)
16. Circuito idraulico secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che comprende uno strumento di misura (4) interposto tra l'ingresso
23 Dott.Ing. Paolo Stucovitz
(201) del ramo di ritorno (RR) della valvola monoblocco (100) e la relativa valvola a sfera (3) del lato di valle della valvola stessa.
WATTS INDUSTRIES ITALIA S.r.ì.
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)ott.ing. Paolo Stucrtvifz Iscritto all’Albo con il n.328
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